高壓電纜冷縮頭制作故障及控制措施

韓榮俊

摘 要：電纜頭制作是保證電力電纜長期安全、穩定運行的基礎。通過介紹某局2次10 kV冷縮電纜頭事故，分析了冷縮電纜頭故障發生的原因，詳細闡述了其工藝制作過程，并指出制作工藝方面存在的問題，采取了相應的控制措施，以保證電纜頭的制作質量。

關鍵詞：冷縮電纜頭；工藝制作；纏填充膠；控制措施

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.144

在電力系統中，電纜以其施工維護方便、供電可靠性高等特點，在配電線路中得到了廣泛的應用。而冷縮電纜頭具有體積小、操作方便、無需專用工具、適用范圍寬和產品規格少等特點，因而得到了越來越廣泛的普及與應用。然而，與電纜本體相比，電纜頭是薄弱環節，其故障約占電纜線路故障率的95%，因此，10 kV冷縮電纜頭制作就顯得尤為重要。本文通過結合實例，分析工藝制作故障的原因，對10 kV冷縮電纜頭制作工藝進行詳細介紹，并從中吸取教訓，采取有效措施，提高施工質量。

1 某局冷縮電纜頭使用情況介紹

從2008年以來，隨著地區經濟的不斷發展，架空線路的供電可靠率已不能滿足供電需求。某局城網10%線路進行了入地改造，受電纜施工技術及一次投入成本的制約，采用熱縮電纜頭。運行一年時間，時常會因熱縮材料與電纜本體之間存在間隙產生閃絡放電，引起線路跳閘，供電可靠率與架空線路持平，電纜線路供電可靠性高的優勢并未凸顯。隨著新技術的推廣應用，冷縮電纜頭的施工與運行優勢逐漸凸顯出來，在電纜入地過程中被廣泛使用。現某局10 kV主干線路電纜全部使用冷縮工藝，預期運行年限能達到20年以上。這在極大程度上降低了電纜線路的二次投人。運行過程中，中壓線路跳閘、大面積停電事故大大減少，同比下降80%.但在近兩年的運行過程中，出現過2次冷縮頭事故，有必要對冷縮頭事故進行分析，查出原因，從中吸取教訓，采取有效措施，提高施工質量，避免事故重復發生。現對比較典型的一起高壓冷縮頭事故進行分析。

2 故障原因分析

在冷縮電纜頭的制作工藝過程中，要對電纜的銅屏蔽層、半導體屏蔽層、絕緣層以及芯線進行剝切，在電纜芯線和屏蔽層的切斷處，會出現電應力集中現象，形成畸變電場。該處電場強度最大，是整個接頭最薄弱的環節。而且施工現場環境差，不可避免地會侵人水分、氣體、灰塵等雜質，引起固體絕緣介質沿面放電。此外，制作工藝、敷設環境及外力破壞都有可能造成冷縮頭絕緣擊穿。

2.1 制作工藝方面存在的問題

制作工藝方面主要存在以下問題：①半導體屏蔽剝切尺寸不合適，銅屏蔽恢復不到位，造成電纜帶電時三相短路故障。②電纜半導體屏蔽層剝切后未清理干凈，半導體會包繞在主絕緣上，在電纜充電時產生閃絡放電。③剝切電纜半導體屏蔽層時，刀痕過深，在主絕緣層表面留下傷痕，產生氣隙。④電纜線芯壓接時，壓接管壓坑變形有尖端、棱角，造成局部電荷集中，電場突變，產生尖端放電。⑤冷縮頭硅膠套管是預制成型的附件，必須與電纜截面匹配。如果附件與電纜截面不匹配，會造成收縮不緊，不能保證接觸面壓強，導致雜質、水氣侵入間隙，降低絕緣性能。

2.2 敷設環境及外力破壞

敷設環境及外力破壞主要體現在以下2方面：①施工工地為露天環境，灰塵濃度大，且時值毛雨季節，空氣濕度大；②電纜敷設過程中，多次吊掛、起落。

此處電纜頭曾進行二次截斷，截斷后未重新對各層長度進行處理，造成半導體屏蔽剝切不到位，包繞在主絕緣上，加之潮濕的制作環境，重復的搬遷和移動，造成事故的發生。

3 工藝原理

高壓電纜冷縮頭制作工藝原理是：利用冷縮管的收縮性，使冷縮管與電纜完全緊貼，同時利用半導體自黏帶密封端口，使電纜頭具有良好的絕緣和防水防潮效果。

4 適用范圍

該工藝適用于10～35 kV三芯電纜端頭的制作。

5 制作步驟

制作冷縮電纜頭的步驟分為9步，如下：剝外護套、鋼鎧和內襯層，固定鋼鎧地線，纏填充膠，固定銅屏蔽地線，固定冷縮指套、冷縮管，端子壓接，固定冷縮終端，密封端口，測試。

5.1 剝外護套、鋼鎧和內襯層

將電纜校直，擦拭干凈，剝去從安裝位置到接線端子的外護套，留30 mm鋼錯、10 mm內襯套，用PVC帶或扎絲纏繞鋼鎧，防止松散。銅屏蔽端頭用PVC帶纏緊，防止松散和劃傷冷縮管。

5.2 固定鋼鎧地線

將三角墊錐用力塞入電纜分岔處，除去鋼鎧上的油漆、鐵銹，用恒力彈簧將鋼鎧地線固定在鋼鎧上。地線預留10～20 mm，恒力彈簧纏繞一圈后，把預留部分反折，再用恒力彈簧纏繞。

5.3 纏填充膠

自斷口以下50 mm至整個恒力彈簧、鋼鎧及內護層，用填充膠纏繞2層，三岔口處纏繞3層，保證冷縮指套飽滿充實。

5.4 固定銅屏蔽地線

將一段分成3股的地線分別用3個小恒力彈簧固定在三相銅屏蔽上，將鋼鎧地線與銅屏蔽地線分開，不要短接。

5.5 固定冷縮指套、冷縮管

在填充膠及小恒力彈簧外纏一層黑色自黏帶，使冷縮指套內的塑料條易于抽出。將指端的3個小支撐管略微拽出至從里看和指根對齊，再將指套套入并盡量下壓，逆時針將塑料條抽出。清潔屏蔽層，在指套端頭往上100 mm之內纏繞PVC帶，將冷縮管套至套根部，逆時針抽出塑料條。抽塑料條時，用手扶著冷縮管末端，定位后松開，根據冷縮管端頭到接線端子的距離切除或加長冷縮管或切除多余的線芯。

5.6 端子壓接

在距冷縮管15 mm處剝去銅屏蔽層，距銅屏蔽層15 mm處剝去外半導體屏蔽層，按接線端子的深度切除各相絕緣層。將外半導體及絕緣體末端進行倒角，按原相色纏繞相角條，將端子插上并壓接，按照冷縮終端的長度繞安裝限位線。用砂紙打磨絕緣層表面，使其光滑無刀痕，無半導體殘留點，并用清潔紙清潔。清潔時，要從端頭擦至外半導層。在銅屏蔽上繞半導電帶，與冷縮管纏平。

5.7 固定冷縮終端

固定冷縮終端時，首先要銼除壓接毛刺、棱角，并清潔干凈，用填充膠將端子壓接部位的間隙和壓痕纏平。將冷縮管終端套入電纜芯并與限位線對齊，輕輕拉動支撐條，使冷縮管收縮。在收縮時，如果發現終端與限位線錯位，可用手糾正。

5.8 密封端口

收縮后，在各相冷縮管和冷縮指套的端口處包繞半導體自黏帶。這樣，既能使冷縮管外半導體層與電纜外半導體屏蔽層良好接觸，又能起到軸向防水防潮的作用。包繞自黏帶是電纜冷縮頭防潮密封的關鍵環節，要以半重疊法從接頭一端起向另一端包繞，然后再反向包繞至起始端。每層包繞后，應用雙手依次緊握，使之更好地黏合。包繞時，拉力應適當，做到包繞緊密無縫隙。

5.9 測試

對已經制作完成的冷縮電纜頭要進行交接試驗，試驗項目有直流耐壓試驗和泄漏電流測試。

直流耐壓試驗要將試驗電壓加至37 kV，耐壓5 min，耐壓時間達到后，以2～3 kV/s的速度緩慢降低試驗電壓。關閉試驗儀器，對電纜放電。放電時，要先經高阻放電，再經多股軟銅線放電，確保放電完全。

泄漏電流測試的是耐壓為9 kV、18 kV、27 kV、37 kV時的泄漏電流值。當這4項值的不平衡系數不大于2.5時，電纜為合格。試驗完畢后對電纜放電。

6 經驗教訓及控制措施

為防止類似事件的再次發生，本文汲取事故教訓，總結出以下5點控制措施：①加大電纜頭制作人員在冷縮頭施工工藝方面的培訓力度，提高其理論及業務水平；②電纜頭制作過程中，嚴格按照工藝規程規定，做到尺寸合適、力度到位、過渡平滑，防止突變電場的產生；③在電纜的儲存、制作過程中，要用防水油布防護，做好防潮、防塵措施，降低因雜質、受潮等原因造成的閃絡放電；④對于有中間頭的電纜，在搬遷、移動時，要做好對電纜中間頭的保護，避免其受到外力，影響絕緣；⑤加強對施工工程的中間驗收，及時發現工程隱蔽缺陷，將事故控制在源頭。

7 結束語

總之，10 kV冷縮電纜頭制作工藝直接影響到10 kV電纜的安全、可靠運行。在制作冷縮電纜頭時，應嚴格按照工藝流程以及遵守工藝標準，還要特別注意保持清潔，降低侵入雜質、水分、氣體、灰塵等可能性影響。加強對冷縮電纜頭制作過程中的驗收，及時發現問題并予以解決，進而減少因電纜頭制作質量問題而引發的故障。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕