市北供電公司35 kV及以下交聯電纜中間接頭故障原因及對策

潘冬東

（國網上海市北供電公司，上海 200072）

0 引 言

隨著城市經濟的不斷發展，安全、經濟、可靠運行的電網成為了國民經濟發展的重要支撐。大電網的構成，離不開電力電纜。上海在清光緒二十三年（1897年）3月，公共租界工部局電氣處就敷設了一條100 V以硫化天然橡膠為絕緣、鉛包作護套的電力電纜2.27 km，向直流照明用戶供電。到1999年末，上海市區電纜總長約6 500 km，其中交聯電纜達2 149 km，占總長的33%。2000年后，交聯電纜的廣泛使用成明顯遞增趨勢。

1 35 kV及以下交聯電纜中間接頭故障原因

由于交聯聚乙烯電纜相比油浸紙絕緣電纜電氣性能和耐熱性好，傳輸容量大，結構輕便，易于彎曲，附件接頭簡便，安裝敷設方便，不受高度落差的限制，因此受到用戶的廣泛歡迎，呈現全面替代油浸紙絕緣電纜的趨勢。

電纜預制式接頭經過長期的供電運行，防水性較差，易產生電纜故障比例較高。同時，接頭過熱形成“熱擊穿”“電化學擊穿”等問題較多，在一定電壓的作用下，促使接頭氧化膜加厚，使導體接觸電阻增大，溫升更快，如此惡性循環，使接頭絕緣層破壞，形成相間短路等，引起電纜中間接頭故障。

1.1 導體連接工藝造成的故障

分析上海市北供電公司部分35 kV及以下交聯中間電纜故障發現，故障類型如表1所示。

表1 上海市北供電公司35 kV及以下交聯電纜故障類型

連接金具包括線鼻子和接管，由于生產或保管不當影響，管體內壁或表面有毛刺，對導體工藝質量造成影響，造成送電后局部放電；或保管不當，造成接管氧化，使得接管表面電阻增大，送電加壓作用后發熱。

電纜過渡接頭中，需處理好導體連接兩端截面不相等、材料不同、絕緣結構不同的情況下，堵油和防油的特殊要求，即要使油紙電纜里油不能通過增強絕緣和界面流向交聯電纜一端，否則易產生電纜中間接頭故障。

導體線芯對接未頂足，造成線芯與線芯之間有間隙，或線芯與金具之間有間隙，送電后僅靠金具截面傳送電能，使其送電后發熱，易產生電纜中間接頭故障。

機具壓力不夠，品種多，無統一標準；或現在購買的臺灣或國外的壓接鉗執行與國內不同的標準，壓接質量難以保證。接觸電阻的大小與實際接觸面積多少及壓接是否有足夠的壓縮比有關。中間接頭中，無論是點壓還是圍壓等方式，人員圖方便、省力，未按要求保證足夠的壓坑數量，運行后造成局部發熱。

1.2 絕緣層、屏蔽層處理不當，造成電纜故障

施工人員責任心不強或技能水平有限，用專用電工刀剝切外半導體層用力過度，刀印太深，劃傷絕緣層；或者太用力，使線芯彎曲。因導體絕緣受損或導體截面減少而引起發熱嚴重，長期運行后會發生電纜中間接頭故障。

施工人員屏蔽層處理不夠圓滑或有尖角或毛刺，造成局部放電。內屏蔽應與絕緣層良好接觸，從而避免了導體與絕緣層之間發生局部放電；同理，外屏蔽層作為故障電流的通道，會造成局部放電，產生故障。

1.3 外護層進水或線芯進水造成故障

交聯電纜因其絕緣性能好、允許工作溫度高、有較好的機械強度、輸電量大而受到設計人員、施工人員及用戶的歡迎。經調查發現，如果交聯電纜接頭因線芯水分與護層水分相互作用，長期運行后構成放電通道，最后導致交聯電纜中間接頭故障，嚴重影響電網的安全可靠運行。

1.4 電纜預制式中間接頭存在缺陷，易產生接頭故障

隨著交聯電力電纜供電方式的逐漸普及，其供電安全也越來越重要。除了原有的繞包式、熱縮式、冷縮式、模塑式電纜接頭結構形式外，預制式中間接頭因防水絕緣帶材料和預制件材料之間黏合力較差，加之上海地下水位較高，易發生滲水現象，進而引發電纜接頭故障。該類接頭存在家族型的缺陷，至2008年停止使用。

為確保電纜中間接頭質量可靠，保證電力電纜的長期安全穩定運行，針對上海地下水位較高、工井和敞開井敷設電纜數量較多的特點，市北公司進行了全方位的電纜預制接頭的改制工程。通過預制接頭改制（改用繞包絕緣接頭方式）來提高運行可靠率。

35 kV及以下交聯電纜繞包中間接頭要求切反應力錐，即將電纜末端絕緣削成錐形，以降低沿增強絕緣和電纜本體絕緣界面上的電場強度。因此，設計反應力錐錐面形狀與尺寸時，不是以控制軸向電場強度為出發點，而是要控制承受電場強度能力最差的增強絕緣與電纜本體絕緣之間的界面電場。

2 提高交聯電纜接頭質量的其他對策

2.1 使用工藝成熟、技術先進、質量可靠的產品

連接金具，應采用材質優良、規格和截面都符合標準的產品。根據截面選擇合適噸位的壓接鉗和模具。接管壓接完畢后要有足夠的機械抗拉強度；接管壓接順序應從中間向兩邊逐步壓接。

2.2 接地連接可靠、符合技術標準要求

交聯電纜中間接頭接地線焊接與連接工序為先在銅屏蔽帶或鋼帶上涂焊底錫，再將接地線與銅屏蔽帶或鋼帶進行連接，連接時要有足夠的焊接面積。

2.3 對電纜中的水分要加以重視

施工前，應仔細檢查電纜端部封套是否完好無損。電纜中間接頭前，檢查導體中有無滲入水分。對有水的電纜采取抽真空工藝，以減少交聯電纜接頭的故障率。

2.4 外屏蔽層精確處理

在繞包式的終端或接頭中，采用現場繞包半導電帶的方法，并與電纜的半導電層連通；加強金屬屏蔽層與半導電屏蔽層的緊密貼合，并與電纜的金屬屏蔽層連通。剝除電纜的每一道步驟都必須保證不損傷內層需要保留的部分。對裸露的絕緣表面不可留有刀痕或半導體層殘留。半導體層端面與電纜軸面垂直、平整，控制剝切尺寸。

2.5 導體末端界面軸向應力的控制

在接頭導體末端，電纜本體絕緣和增繞絕緣相接觸的界面處存在軸向應力。為了控制界面軸向應力使其在能接受的設計范圍內，需將絕緣末端切削成和應力錐面恰好反方向的錐形曲面，稱為反應力錐面。反應力錐面是接頭中增繞絕緣和電纜本體絕緣的交界面，也是電纜接頭中的薄弱環節，因此，切削反應力錐也是交聯接頭的重要環節。

3 結 論

為提高電網供電可靠率，減少設備停役次數，保證居民的生活用電秩序，根據35 kV及以下電壓等級的交聯電纜接頭類型，檢修施工中，通過良好的導體連接、完善的絕緣性能、可靠的密封措施及足夠的機械強度等一系列措施，切實把控好施工現場的接頭工藝質量。