隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展，交聯(lián)聚乙烯電纜以方便耐用，被廣泛應(yīng)用。但由于電纜終端接頭制作引起的故障卻時(shí)有發(fā)生。以筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)所遇到的電纜故障中，電纜終端接頭的故障率高達(dá)80%以上，其主要原因就是在電纜終端制作過(guò)程中的工藝達(dá)不到要求。現(xiàn)就一起交聯(lián)聚乙烯電纜冷縮終端驗(yàn)收試驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和說(shuō)明，找出制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和處理辦法。
1 故障發(fā)生經(jīng)過(guò)
2013年9月21日，我們對(duì)220kV某變電站35kV#3電容器進(jìn)線電纜進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，試驗(yàn)方法采用的是串諧交流耐壓，三相同時(shí)進(jìn)行，試驗(yàn)電壓為52kV，試驗(yàn)時(shí)間應(yīng)為60分鐘，當(dāng)進(jìn)行到第14分鐘時(shí)，發(fā)生高壓閃絡(luò)，同時(shí)我們的監(jiān)護(hù)人員在電纜的另一端聽(tīng)到很強(qiáng)的“啪”的放電聲，隨即又試加電壓，當(dāng)加至31.3kV時(shí)又發(fā)生高壓閃絡(luò)，并聽(tīng)到放電聲，然后逐項(xiàng)加壓，A相升至45kV無(wú)閃絡(luò)后退至零，B相36.6kV高壓閃絡(luò)，C相24kV高壓閃絡(luò)，同時(shí)在電纜另一端聽(tīng)到放電聲，因此至少兩相有問(wèn)題。由于我們的監(jiān)護(hù)人員在電纜的另一端聽(tīng)到了很強(qiáng)的放電聲，所以我們首先懷疑的是電纜終端接頭的問(wèn)題。
2 故障原因
我們將電纜頭拆開(kāi)發(fā)現(xiàn)了在屏蔽層、半導(dǎo)體層與主絕緣過(guò)濾處存在直徑2厘米的碳狀放電痕跡，如圖１所示。
那么這種現(xiàn)象是如何發(fā)生的呢？根據(jù)電場(chǎng)理論，凡是放電，都是由于絕緣承受不了該處的電場(chǎng)強(qiáng)度所致，所以，一是絕緣降低，二是電場(chǎng)太強(qiáng)造成的。絕緣降低是由于氣隙、受潮和雜質(zhì)等引起的，電場(chǎng)太強(qiáng)則是由于電場(chǎng)畸變導(dǎo)致的。所以，經(jīng)過(guò)分析可能有以下幾種原因：
2.1 主絕緣距離不夠
經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在電纜頭制作時(shí)，保留的主絕緣長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)，如圖2（a）、（b）所示，與配套的冷縮端子相差5.5厘米，因此使絕緣強(qiáng)度下降，導(dǎo)致放電。
2.2 電纜頭應(yīng)力錐安裝位置不合適
應(yīng)力錐是指：在電纜終端和接頭中，自金屬護(hù)套邊緣起繞包絕緣帶（或者套橡膠預(yù)制件），使得金屬護(hù)套邊緣到增繞絕緣外表之間，形成的一個(gè)過(guò)渡錐面的構(gòu)成件（在設(shè)計(jì)中，錐面的軸向場(chǎng)強(qiáng)應(yīng)是一個(gè)常數(shù)）。橡膠應(yīng)力錐作為均化電纜終端電場(chǎng)的關(guān)鍵部件之一，其性能能否達(dá)到要求至關(guān)重要，這關(guān)系到電纜終端的實(shí)際使用效果。電纜終端的關(guān)鍵部分就是預(yù)制橡膠應(yīng)力錐與電纜絕緣的界面，該界面的電氣絕緣強(qiáng)度與電纜絕緣表面清潔程度、光潔程度、界面應(yīng)力、橡膠材料等多種因素有關(guān)。合格和正確安裝的電纜應(yīng)力錐附近的場(chǎng)強(qiáng)是均勻分布的，但是，如果主絕緣距離不夠，勢(shì)必導(dǎo)致應(yīng)力錐不能安裝在屏蔽層與半導(dǎo)體層的過(guò)濾處，應(yīng)力錐的導(dǎo)電橡膠部分處在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中受到電場(chǎng)力的作用，在強(qiáng)電場(chǎng)力的作用下，橡膠應(yīng)力錐的應(yīng)力分布狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，界面應(yīng)力的情況也隨之發(fā)生變化。因此應(yīng)力錐起不到改善金屬護(hù)套末端電場(chǎng)分布、降低金屬護(hù)套邊緣處電場(chǎng)強(qiáng)度的作用。應(yīng)力錐一旦失去作用，在電纜頭線芯和屏蔽層的切斷處就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，當(dāng)電壓達(dá)到一定高度，作用一定時(shí)間后，該處的絕緣承受不住如此的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而發(fā)生閃絡(luò)，甚至是擊穿。因此應(yīng)力錐失去作用是發(fā)生本次放電的主要原因。
2.3 屏蔽層、鎧裝層接地不良
屏蔽層和鎧裝層與接地編織線接觸不良，是產(chǎn)生放電的可能原因。
2.4 主絕緣表面存在劃痕、毛刺、半導(dǎo)體等
電纜半導(dǎo)體、屏蔽層剝切后，刀痕過(guò)深或沒(méi)有清除干凈，其半導(dǎo)體殘留在主絕緣層上，或清洗時(shí)沒(méi)有遵循工藝要求，來(lái)回擦洗，留下隱患，產(chǎn)生閃絡(luò)放電。
2.5 半導(dǎo)體層與屏蔽層、絕緣層之間壓接不緊，留有氣隙，產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致放電。
2.6 冷縮硅膠套管是預(yù)制成型附件，必須與電纜截面相配套
做接頭前若沒(méi)有認(rèn)真檢查是否配套，勢(shì)必造成收縮不緊密而不能保證界面壓強(qiáng)，導(dǎo)致雜質(zhì)、侵入氣隙或受潮。
3 防范對(duì)策及處理
3.1 制作前，首先應(yīng)檢查電纜附件與電纜是否匹配，這樣才能?chē)?yán)格控制冷縮硅橡膠絕緣套管的過(guò)盈量，保證其有足夠的握緊力，使界面接觸緊密，沒(méi)有氣隙。
3.2 電纜頭制作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照安裝使用說(shuō)明的要求，即銅屏蔽、半導(dǎo)電層、主絕緣和線芯的長(zhǎng)度均按照安裝工藝的要求切割和截取，保證應(yīng)力錐的作用。
3.3 為了避免屏蔽層、鎧裝層接地不良的問(wèn)題，在安裝時(shí)，應(yīng)保證銅屏蔽和鎧裝的清潔，用恒力彈簧將銅編織線卡在銅屏蔽和鎧裝上，并用PVC帶包好恒力彈簧，然后再繞一層填充膠帶，并將接地銅編織線夾在中間，最后在填充膠外繞一層橡膠帶。
3.4 在制作過(guò)程中，應(yīng)控制用力，盡量避免電纜主絕緣、半導(dǎo)體、屏蔽層在剝切后刀痕過(guò)后或沒(méi)有清除干凈。所以應(yīng)用砂紙打磨絕緣層表面，除去絕緣層表面的劃傷、凹坑或殘留半導(dǎo)體層，并除去壓接線端子導(dǎo)致棱角的毛刺，用清潔巾將電纜絕緣表面清洗干凈，待清洗劑揮發(fā)后，將硅脂均勻涂在絕緣層表面，這樣可保證消除由于刀痕過(guò)深和半導(dǎo)體殘留物留下的隱患，避免閃絡(luò)放電。
3.5 為了避免半導(dǎo)體層與屏蔽層、絕緣層之間壓接不緊，留有氣隙，產(chǎn)生氣泡放電的現(xiàn)象，我們的對(duì)策是在銅屏蔽帶上約1—2毫米厚的半導(dǎo)電帶，并用少量半導(dǎo)電帶將銅屏蔽與外半導(dǎo)電層的臺(tái)階覆蓋住。半導(dǎo)電層末端用刀具倒角，使半導(dǎo)電層與絕緣層平滑過(guò)渡。
按以上對(duì)策處理后，耐壓試驗(yàn)一次性通過(guò)。
4 結(jié)束語(yǔ)
為了減少及避免電纜故障，電纜施工期間應(yīng)做好電纜和電纜福建的防潮、防塵、防外力損傷措施。在現(xiàn)場(chǎng)安裝高壓電纜附件之前，其組裝部件應(yīng)視窗陪。安裝現(xiàn)場(chǎng)的溫度、適度和清潔度應(yīng)符合安裝工藝要求，嚴(yán)禁在雨、霧、風(fēng)沙等有嚴(yán)重污染的環(huán)境中安裝電纜附件。
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