江波陳松黃凱沙啟偉胡洋

　　(國(guó)網(wǎng)蚌埠供電公司安徽省蚌埠市233000)

　　摘要：電纜是連接輸電線路和用電設(shè)備必不可少的組成部分，電纜的穩(wěn)定性和可靠性是保證供電安全必要條件。電纜頭是電纜的起點(diǎn)和終端，是電纜最脆弱的部分。為保證電纜可靠運(yùn)行，必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。分析在電氣交接試驗(yàn)中交聯(lián)電纜的耐壓試驗(yàn)電纜頭擊穿故障原因，并在此基礎(chǔ)上提出整改措施，以及一些合理化建議。

　　關(guān)鍵詞：電纜;耐壓試驗(yàn);擊穿分析

　　一、電纜頭故障原因分析

　　1擊穿故障原因假設(shè)分析

　　情況假設(shè)一：耐壓試驗(yàn)不符合規(guī)范。

　　首先考慮到試驗(yàn)的耐受電壓是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此次被試電纜型號(hào)為26/35交聯(lián)聚氯乙烯電纜，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB50150-2006)要求的試驗(yàn)電壓為52kV，我們的串聯(lián)諧振交流耐壓裝置完全按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定;另外，為防止是試驗(yàn)設(shè)備原因?qū)е略囼?yàn)超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，我們對(duì)試驗(yàn)裝置的輸出電壓進(jìn)行了測(cè)量，經(jīng)驗(yàn)證符合試驗(yàn)要求。

　　情況假設(shè)二：冷縮頭或電纜質(zhì)量不符合規(guī)定。

　　電纜頭擊穿后不可修復(fù)，必須截?cái)鄵舸┎课桓鼡Q新的冷縮頭，現(xiàn)場(chǎng)未預(yù)備有備用冷縮頭，考慮在現(xiàn)有冷縮頭可能存在的問(wèn)題，我們對(duì)電纜頭的供貨商進(jìn)行了更換。冷縮頭的安裝完全按照已有的安裝工藝進(jìn)行，在冷縮頭更換以后，我們重新進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)，重新更換冷縮頭的電纜耐壓試驗(yàn)通過(guò)率為100%。由于新進(jìn)冷縮頭的安裝工藝與前一批的工藝完全相同，所以我們判斷安裝工藝沒(méi)有問(wèn)題，再則在更換不同廠家的冷縮頭后，電纜已經(jīng)達(dá)到了試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)判定，電纜本身的質(zhì)量也符合要求，最后問(wèn)題集中在了冷縮頭上。

　　2冷縮頭故障分析

　　所有電纜頭均采用的是應(yīng)力錐式的冷縮頭，有關(guān)分析如下：

　　現(xiàn)場(chǎng)所用的電纜在每一相都帶有一接地的銅屏蔽層，在電纜通電以后，在電纜線芯與銅屏蔽層之間會(huì)形成徑向分布的電場(chǎng)。在電纜屏蔽層沒(méi)有被剝開(kāi)的前提下，電場(chǎng)只有從導(dǎo)體沿半徑向銅屏蔽層的電力線，而沒(méi)有沿導(dǎo)體線芯分布的電力線。

　　我們知道電纜頭的制作必須先剝掉銅屏蔽層，在屏蔽層剝掉以后，會(huì)改變?cè)瓉?lái)電纜的電力線分布，產(chǎn)生切向的電場(chǎng)，該電場(chǎng)在剝開(kāi)的屏蔽層的斷口最為集中，從而使斷口處成為最容易擊穿的部位。

　　電纜斷口處的電力線過(guò)于集中，產(chǎn)生的電應(yīng)力將很容易擊穿電纜主絕緣。為了解決電場(chǎng)線分布問(wèn)題，目前主要有兩種方法：應(yīng)力管和應(yīng)力錐。

　　應(yīng)力管是采用介電常數(shù)為20～30，體積電阻率為108～1012Ω·cm材料制作而成，安裝電纜附件時(shí)，將應(yīng)力管套在外半導(dǎo)電斷口處，從而在斷口處形成一個(gè)不同介電常數(shù)的界面，使電力線在這個(gè)界面上產(chǎn)生折射，從而達(dá)到疏散電場(chǎng)應(yīng)力的作用;而應(yīng)力錐是一種具有喇叭口幾何形狀的結(jié)構(gòu)，是采用導(dǎo)電硅膠套，在工廠通過(guò)模具制作而成，它的作用和應(yīng)力管類(lèi)似。

　　我們工程現(xiàn)場(chǎng)采用的冷縮頭是應(yīng)力錐式，應(yīng)力錐主要有三個(gè)方面，包括應(yīng)力錐H長(zhǎng)度、L長(zhǎng)度和應(yīng)力錐半徑R對(duì)電場(chǎng)分布產(chǎn)生影響。

　　(1)應(yīng)力錐的長(zhǎng)度H對(duì)電場(chǎng)分布的影響。應(yīng)力錐的長(zhǎng)度H會(huì)對(duì)電場(chǎng)梯度的分布產(chǎn)生影響，電場(chǎng)梯度將隨著H的增加而增加，H如果過(guò)大，將使得電場(chǎng)梯度過(guò)大，此時(shí)容易造成電纜損壞，因?yàn)榭s短H有利于減小電場(chǎng)梯度，同時(shí)也有利于縮小冷縮頭的尺寸。

　　(2)應(yīng)力錐曲線長(zhǎng)度L對(duì)電場(chǎng)分布的影響。延長(zhǎng)應(yīng)力錐的曲線有關(guān)電場(chǎng)的均勻分布。當(dāng)曲線較短時(shí)，在沿圓錐曲線曲率半徑最小的位置b會(huì)出現(xiàn)電場(chǎng)尖峰，這里便形成了電纜最容易擊穿點(diǎn);當(dāng)圓錐曲線較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)力錐在b處曲率半徑較大，電場(chǎng)能夠平滑度過(guò)。

　　(3)應(yīng)力錐的半徑R對(duì)電場(chǎng)的影響。R過(guò)大或過(guò)小都會(huì)在b點(diǎn)出現(xiàn)電場(chǎng)集中。R過(guò)大，使得b點(diǎn)的曲率半徑過(guò)小，造成b點(diǎn)電場(chǎng)集中;R過(guò)大，尾部靠近硅膠外套，使得外套表面電場(chǎng)加大，容易發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，破壞絕緣。

　　二、解決方案

　　事故發(fā)生時(shí)，試驗(yàn)單位嚴(yán)格按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50150-2006)規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。采用20～300Hz交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為2Uo、時(shí)間為60min，不存在超過(guò)試驗(yàn)電壓和時(shí)問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)等情況，與試驗(yàn)過(guò)程無(wú)關(guān)。

　　鑒于以上分析及電纜頭的制作經(jīng)驗(yàn)，在施工中對(duì)35kV單芯電纜頭進(jìn)行了更換，并采取了以下措施進(jìn)行改進(jìn)：

　　(一)嚴(yán)格控制電纜頭制作工藝

　　為提高高壓?jiǎn)涡倦娎|終端頭施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，電纜頭的制作應(yīng)由經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)的人員制作。

　　1.將電纜校直、擦凈，剝?nèi)ネ庾o(hù)套，銅屏蔽端頭用PVC膠帶纏繞固定。

　　2.將外護(hù)套斷口處的銅屏蔽用砂帶打磨干凈，在距外護(hù)套斷口10mm處用恒力彈簧固定接地線于銅屏蔽層上。

　　3.將外護(hù)套端口(末端50mm內(nèi))用砂帶打毛并纏繞一層密封膠，將地線貼著電纜拉直后，用密封膠在地線外面再纏繞一層，做防水保護(hù)用，用填充膠填充鋼鎧及恒力彈簧問(wèn)的縫隙，最后用PVC膠帶將整個(gè)填充膠及密封膠包縛。

　　4.在護(hù)套斷口往下50mm處收縮冷縮管，在冷縮管下端用扎線將地線扎緊;保留銅屏蔽20mm，外半導(dǎo)電層15mm，其余剝除，按端子的深度切除各相主絕緣層，用刀具將外半導(dǎo)電層倒角，使其與絕緣層平滑過(guò)渡，絕緣層末端倒45。斜角，從外半導(dǎo)電層斷口往下75mm處用PVC膠帶纏繞安裝限位線。

　　5.在銅屏蔽上纏繞半導(dǎo)電帶，搭接冷縮管和半導(dǎo)電層各5mm并和冷縮管纏平，用砂紙打磨掉主絕緣表面刀痕，并用清潔紙清潔，清潔時(shí)，從線芯端頭起，擼到外半導(dǎo)電層，切不可來(lái)回擦，然后將硅脂膏均勻涂在絕緣層表面，外半導(dǎo)電層斷口處多涂一些。

　　6.將終端穿進(jìn)電纜線芯，并使終端端口和安裝限位線對(duì)齊，逆時(shí)針?lè)较蜉p輕拉動(dòng)襯管條，使冷縮終端收縮。

　　7.插入端子并壓接，將填充膠將端子的壓痕纏平，且要使主絕緣斷口處纏成斜坡，從端子端口到終端端口第二根加強(qiáng)筋處都繞一層密封膠，在密封膠上纏繞一層PVC膠帶，最后，以終端第一個(gè)傘裙為起點(diǎn)收縮密封管。

　　注意事項(xiàng)：施工前應(yīng)熟悉安裝工藝資料，做好檢查：附件規(guī)格應(yīng)與電纜一致，零部件應(yīng)齊全無(wú)損傷，絕緣材料不得受潮，密封材料不得失效，附件的結(jié)構(gòu)尺寸符合產(chǎn)品技術(shù)要求;施工用機(jī)具應(yīng)齊全，便于操作，狀況良好。施工中嚴(yán)格按照安裝指導(dǎo)書(shū)的工藝要求執(zhí)行。剝除電纜絕緣層后，應(yīng)打磨主絕緣層表面，要使其平滑過(guò)渡，并且沒(méi)有半導(dǎo)體留下。因?yàn)殡娎|頭施工中清潔與否是影響接頭施工質(zhì)量一個(gè)重要因素，所以施工過(guò)程中要特別保持清潔。另外在從剝電纜開(kāi)始應(yīng)連續(xù)操作直至完成，縮短暴露時(shí)問(wèn)，減少空氣中雜質(zhì)、塵土、水分等對(duì)電纜頭的影響。

　　(二)針對(duì)接地方式

　　因?yàn)樵趩涡倦娎|較長(zhǎng)，通過(guò)的電流較大時(shí)，電纜不接地的一端產(chǎn)生的感應(yīng)電壓很高，容易危及人身及設(shè)備安全，所以只在電纜一端接地的接線方式適用的電纜不能太長(zhǎng)。為了解決電纜金屬屏蔽和鎧裝層兩端同時(shí)接地所產(chǎn)生的環(huán)流，和一端直接接地，在另一端會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓的矛盾，電纜金屬屏蔽和鎧裝層應(yīng)針對(duì)電纜長(zhǎng)短和通過(guò)的電流大小采取不同的接地方式。根據(jù)洪湖站電纜線路不長(zhǎng)，并且最大負(fù)荷時(shí)通過(guò)的電流也不太大的特點(diǎn)，我們?cè)陔娎|線路一端采取直接接地，另一端經(jīng)過(guò)電壓保護(hù)器接地的方式。

　　三、防范措施

　　1.嚴(yán)格控制電纜終端頭制作工藝，附件尺寸與待安裝的電纜尺寸配合要符合規(guī)定的要求，屏蔽層切斷處做到光滑、平緩，采用硅脂潤(rùn)滑界面，以便于安裝，填充界面的氣隙，達(dá)到合理分布電纜終端頭的電場(chǎng)。

　　2.電纜及電纜附件在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及安裝工藝方面必須選用技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠、能適應(yīng)使用環(huán)境和條件的電纜及電纜附件。對(duì)劣質(zhì)產(chǎn)品要堅(jiān)決抵制，對(duì)用新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品應(yīng)重點(diǎn)試驗(yàn)，不斷總結(jié)提高，避免類(lèi)似事故的發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]熊信銀，朱永利.發(fā)電廠電氣部分[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

　　[2]余健明，同向前，蘇文成.供電技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

　　[3]劉笙.電氣工程基礎(chǔ)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

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