電纜終端頭故障分析與預(yù)防措施

我縣隨著城網(wǎng)改造工程深入開(kāi)展，為施工方便、減少線走廊的占地面積，提高供電的可靠行，在變電站10kV線路出線段，工業(yè)園區(qū)客戶10kV供電線路進(jìn)線段，城鎮(zhèn)10kV配電線路、箱式變10kV電源進(jìn)線等，都設(shè)計(jì)選用了YJLV22～8.7/15kV橡塑絕緣電力電纜供電。電纜終端頭早期配用熱縮終端頭，后期配用冷縮終端頭，但電纜線路投入運(yùn)行3～5年后，電纜終端頭每年都多次發(fā)生過(guò)故障，造成變電站或線路分段開(kāi)關(guān)跳閘。直接影響了10kV城網(wǎng)供電的可靠性。

為了吸取故障教訓(xùn)，經(jīng)運(yùn)行人員、電纜終端頭制造人員、銷(xiāo)售單位共同研究探討，分析了發(fā)生故障的原因，并提出了防止故障的技術(shù)措施，以便和大家共同探討。

一、電纜終端頭發(fā)生故障的情況

1.電纜終端頭故障情況的比較

在水泥電桿上安裝運(yùn)行的戶外10kV電纜終端頭發(fā)生故障的數(shù)量較多。其中電纜終端頭距電桿和線路導(dǎo)線梯接點(diǎn)距離較小，使三相冷縮管彎曲受力，這樣設(shè)計(jì)安裝的電纜終端頭在冬季和初春溫度較低的情況下運(yùn)行最容易發(fā)生故障，從電纜終端頭型號(hào)比較，熱縮電纜終端頭較冷縮電纜終端頭發(fā)生故障的數(shù)量較多。

在變電站10kV配電室內(nèi)、電纜線路電纜分支箱、箱式變內(nèi)，10kV戶內(nèi)電纜終端頭運(yùn)行中卻很少發(fā)生故障。另外，在城網(wǎng)安裝運(yùn)行的電纜終端頭較農(nóng)村10kV電網(wǎng)故障率也較高。

2.電纜終端頭故障損壞情況。電纜終端頭在運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，一般是先引起10kV系統(tǒng)單相接地，短時(shí)間后擴(kuò)大為兩相或三相短路故障，造成線路斷路器跳閘。故障后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)電纜終端頭已燒壞。燒壞部位是從終端頭的指套起至戶外終端(防雨裙)之間，將兩相或三相的冷塑管，絕緣體燒壞，暴露出芯線也被燒傷，其中接地故障相燒傷最嚴(yán)重。冷縮電纜終端頭故障后損壞情況如圖所示：

二、電纜終端頭故障原因分析

1.運(yùn)行環(huán)境的影響

桿上安裝運(yùn)行的戶外電纜終端頭，常年受風(fēng)、雨、雪、雷電的侵襲及溫度諸因素的影響，經(jīng)多年運(yùn)行后，使絕緣老化而損壞。室內(nèi)，箱內(nèi)安裝運(yùn)行的戶內(nèi)電纜終端頭不受上述環(huán)境的影響，絕緣不易老化，所以很少發(fā)生故障。桿上戶外電纜終端頭在電纜線路的首段。首先受到雷電過(guò)電壓的侵襲，當(dāng)避雷器放電時(shí)，雷電流通過(guò)地線接地裝置流入大地，會(huì)在接地裝置的電阻上產(chǎn)生壓降，如果電纜接地裝置的電阻大于10Ω。產(chǎn)生的壓降較大，加上避雷器的殘壓，會(huì)加在電纜芯線至終端頭的絕緣體上，會(huì)使相線絕緣放電擊穿。而室內(nèi)戶內(nèi)電纜終端頭在電纜線路的末端，它和變壓器安裝的避雷器公用一個(gè)接地裝置，變壓器接地裝置的接地電阻一般小于4Ω。避雷器放電時(shí)，放電電流在接地裝置上產(chǎn)生的壓降小。所以戶內(nèi)電纜終端頭不易因過(guò)電壓發(fā)生故障。另外，因電纜線路有防止雷電壓的作用，所以電纜分支箱內(nèi)的戶內(nèi)電纜終端頭，雖然沒(méi)有設(shè)計(jì)安裝10kV避雷器，也很少發(fā)生故障。

2.施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響

戶外電纜終端頭的制造，必須在天氣晴朗、空氣干燥，相對(duì)濕度在70%以下時(shí)進(jìn)行，更不能在雨天、雪天進(jìn)行，如果在空氣濕度大于70%的環(huán)境下制造，終端頭的配套材料和絕緣體表面都會(huì)附有水氣，冷縮管收縮后，管內(nèi)部和電纜絕緣體表面凝結(jié)的水氣，在電場(chǎng)作用下就會(huì)產(chǎn)生樹(shù)枝劣化。運(yùn)行中，在高溫和交流電場(chǎng)作用下逐步向電樹(shù)枝轉(zhuǎn)移，這勢(shì)必降低冷縮管冉緱婢緣強(qiáng)度形成內(nèi)閃，直到絕緣擊穿造成故障。另外，在制造終端頭過(guò)程中，如果施工現(xiàn)場(chǎng)有飛揚(yáng)的灰塵或紙屑，或手戴有雜質(zhì)不干凈的手套，剝電纜外護(hù)套、鎧裝、內(nèi)襯套、銅屏蔽，外半導(dǎo)層等工作時(shí)，有害塵埃沾染到配套材料和絕緣體表面，外半導(dǎo)層又沒(méi)用清潔紙清潔干凈，從而在運(yùn)行中使配套材料和絕緣體界面爬行放電，導(dǎo)致縱向擊穿電纜絕緣，造成故障。

3.制造工藝技術(shù)水平的影響

電纜終端頭制造工藝標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格，它應(yīng)由具有制造經(jīng)驗(yàn)技術(shù)較高的專職人員進(jìn)行。否則會(huì)影響制造質(zhì)量。

剝切電纜的外護(hù)套，鋼鎧和內(nèi)襯層、銅屏蔽、外半導(dǎo)層時(shí)，剝?nèi)ズ捅Ａ舻某叽绮环蠌S家要求。半導(dǎo)層是均勻電纜絕緣體表面電場(chǎng)的，三相保留和剝除尺寸要求一致，剝切時(shí)可能傷及絕緣體和線芯。制造中纏填充膠、纏自粘帶、半導(dǎo)電帶等層數(shù)不夠。最重要的是固定密封管，密封管和端子間有間隙時(shí)，但沒(méi)有用密封膠密封好，同時(shí)也沒(méi)用密封膠密封好冷縮指套，都會(huì)從這兩處進(jìn)潮氣、進(jìn)水，降低了終端頭的絕緣水平。電纜終端頭制造好后，有沒(méi)有做20HZ——300HZ諧振耐壓試驗(yàn)，一些制造缺陷沒(méi)有發(fā)現(xiàn)處理。以上制造中存在的缺陷，都會(huì)給運(yùn)行留下故障隱患，影響電纜終端的安全運(yùn)行。

4.設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

桿上設(shè)計(jì)安裝的電纜終端頭，距桿和線路導(dǎo)線或刀閘接線點(diǎn)距離較近，接線后三相冷縮管?chē)?yán)重彎曲受力，有的幾乎接近水平，使戶外終端起不到防雨作用，容易從冷縮指套處進(jìn)水，冷縮管直徑有隨導(dǎo)線芯線直徑變化而變化的特點(diǎn)，(熱縮管不能)，但由于冷縮管?chē)?yán)重彎曲受力，就不能隨導(dǎo)線直徑變化而變化。長(zhǎng)期彎曲可能使冷縮管變形產(chǎn)生裂紋，使冷縮管和絕緣體之間形成間隙，當(dāng)間隙內(nèi)存有水氣時(shí)，到了冬季溫度較低時(shí)，會(huì)在絕緣體和冷縮管內(nèi)部表面凝結(jié)成冰層，這樣就降低了冷縮終端頭管內(nèi)絕緣強(qiáng)度，在交流電場(chǎng)作用下形成內(nèi)閃，致使某相絕緣擊穿放電，所以這樣設(shè)計(jì)安裝的電纜終端頭在冬季和初春溫度較低的情況下運(yùn)行很容易發(fā)生故障。