風電場項目電纜頭故障事故分析

張杰

摘 要：從國家出臺新能源政策以來，風能這個詞出現的頻率越來越高，一個個風電場的建設延伸至全國各地，從陸地草原風力發展到海上、山頂風能的利用。大家都知道風電場一般是由風力發電機組發出620伏或690伏電壓經過箱變將電壓升至35千伏，然后在經集電線路送出至升壓站，哪對于箱變高低壓側電纜頭質量就是關鍵了，如果電纜頭出現擊穿等問題，有可能會影響整回集電線路停電，從而使這回線路上所帶風機全部停運隨著風電場投運數量不斷的增加，風機的電能是通過集電線路送至升壓站并上網的，因此對集電線路通過箱變高低壓側的電纜頭制作質量的要求也越來越來高了，我根據實際已投運的電場電纜頭炸裂事故，從電纜頭的施工過程中制作質量、原材料質量等多角度分析原因，希望能給大家一些建設性的建議：

關鍵詞：電纜頭；故障；分析

1 事故概況

很多風電場自投運以來多次出現電纜頭炸裂事故，現將有記錄的多次事故匯總并統一分析。

2014年7月22日9：46分十線報零流I段故障；2014年8月13日14：27分九線報零流I段故障；2014年10月18日1：29分五線報過流I段故障；2014年10月19日5：36分四線報過流I段故障；2014年10月21日9：05分三線報過流I段故障；2014年10月22日3：08分五線報零流I段故障；2014年10月28日10：39分五線報過流I段故障；

以上故障均為電纜頭擊穿后跳閘，不含由此引發的其它跳閘記錄，后續進行交流耐壓試驗又出現多起電纜頭擊穿事故，前后共計更換擊穿電穿頭21套，拆除可能存在問題并重做電纜頭28套，一共更換49套。

2 事故原因分析

根據現場情況，以及對事故材料（包括故障錄波文件，故障報文，施工記錄，各方面技術咨詢等）的分析，可能出現的原因有：（1）工藝不規范；（2）冬季施工措施不到位；（3）電纜頭屏蔽接地不良；（4）冷縮套管質量不良；（5）電纜質量問題；（6）系統諧波造成過電壓。分析如下。

2.1 冷縮套管質量原因

放電發生在絕緣體與半導體間，并且當地空氣干燥，未發生過三岔口擊穿事故，不存在因冷縮套密封不良而導致的故障。

2.2 電纜質量問題

未發生電纜中段擊穿事故。經查詢廠家，無不良事故記錄且合格證等均齊全。

2.3 諧波過電壓原因

故障錄波顯示，在故障前不存在諧波電壓，同時電能質量裝置亦未報出諧波。

2.4 現場制作工藝與廠家標準存在較大偏差

如圖1為現場實際圖片，圖2為標準做法。（1）應力錐長度低于半導體層，應力錐不起作用；（2）半導體層和銅屏蔽層斷面處理不平整；（3）未纏繞半導電帶以彌補不平整問題；從而使得半導體層會形成尖端電場效應；（4）絕緣層在處理時，表面不光滑，打磨不充分，存在棱角面。

電場密集處電壓較高，會逐漸對絕緣層破壞，這個過程會一直持續直至絕緣擊穿。現場對擊穿過的電纜或耐壓失敗的電纜進行解剖時均發現半導體層斷口處理太粗糙，存在毛刺和尖端。當存在尖端電場時，局部高壓會隨著時間逐漸“侵蝕”緣緣體，電場電壓越高，“侵蝕”速度越快。

2.5 制作電纜頭在冬季施工措施不到位

在寒冷情況下制作電纜頭，由于未受防護，人員難以對細節把控到位。另外制作過程會用無水酒精濕紙（最高95%）擦拭電纜絕緣層表面，施工自2013年12月至次年3月，當地氣溫度低于0度，制作時因冬季施工防護不當水分易留在冷縮套管和絕緣層間，絕緣受潮形成水電樹，長期運行后，放電擊穿電纜。

2.6 現場電纜屏蔽層未有效接地

現場電纜屏蔽層未有效接地，易發生電容電流長期聚集破壞絕緣。

3 暴露的問題

（1）電纜頭制作工藝要求不嚴格，未及時發現。（2）制作電纜時冬季施工的防護措施未做到位。（3）帶電前驗收不仔細，電纜頭接地不良問題沒能發現。（4）現場對連續出現故障不夠重視，以致數據材料收集不完整，自出現電纜頭故障開始一直未對電纜進行解剖和分析延誤整改時間。（5）直流耐壓試驗不能很好的體現電纜頭絕緣性能。

4 建議

（1）建議對新項目制作的電纜頭進行交流耐壓試驗。（2）建議在小風天氣，溫度高于5攝氏度時對出現故障的35kV整條線電纜頭進行交流耐壓試驗，在發現擊穿數量大于該線路總量的30%時，要求施工方全部重新制作。（3）鑒于此情況的多發，建議延長施工合同的質保期或其它措施。（4）增加項目工程管理過程中關鍵工藝的抽查頻次，加強施工過程對電纜頭制作質量的監督，敦促落實監理旁站抽查措施。（5）后續發生事故后，生產人員留取更全面細致的圖片及數據，及時認真的分析出事故原因，以避免錯過及時整改時間。