摘要：随着城市建设的发展，电力电缆在城网供电中所占的比例也在增加，但随着电缆应用数量的增多及运行时间的延长，电缆故障也越来越多，故障的原因复杂多样，但主要可分为电缆本体故障和电缆头故障。本文对电缆头常见故障进行分析，提出电缆头制作、安装工艺要点和技术方案，结合本人所负责安全质量监督管理的广州市花都大功率机车送电缆路工程110kV益和线#5电缆中间接头C相故障分析的实例，指出造成故障的主要原因，提出有效的改进措施。
关键词：电缆头；故障；分析；应力控制
引言
电力系统故障统计表明，电缆附件发生故障的比例占到电缆运行故障的一半以上。电缆附件包括电缆终端和接头，由于电缆终端本身结构、制作、连接及运行条件的复杂性，极易发生故障，是电力系统安全运行的薄弱环节。高压电缆一旦发生故障，将会造成大面积的停电事故，造成很大的直接和间接损失。
一、电力电缆发生故障的常见原因
电力电缆发生故障的原因是多方面的，常见原因主要有如下几种：
a）电缆受外力损伤。主要是监管不严，施工单位对电缆保护意识淡薄以及供电企业的巡查力度不够引起的，约占电缆事故的40%。
b）电缆外部机械损伤。由于电缆施工单位未严格按照施工质量要求进行施工，质量监督人员未能监督到位等，造成电缆外部损伤或敷设时留有隐患，致使电缆运行一段时间后被击穿。
c）施工工艺影响。由于一些电缆施工人员没有经过专业培训或未按标准施工，导致电缆终端或中间头制作工艺质量差，如：①电缆附件的应力锥没有和外半导层断口完好搭接；②冷缩中间接头按热缩的传统做法去削铅笔头，然后再不合理地缠半导电带，导致此处没有屏蔽成等电位，不断的对附件的绝缘层放电直至击穿；③安装定位点不准确，不做好标记，不严格地按照厂家的数据安装；④剥外半导层时有划痕，形成空气柱；⑤抽拉支撑条时上下移位；⑥在电缆绝缘层或附件的绝缘层界面上有杂质；⑦终端头因现场环境的限制，要弯曲、交叉，但没有注意相与相之间的绝缘距离（空气绝缘距离不够）或者是交叉点没有处在铜屏蔽断口以下；⑧电缆本体的一些原因，如铜屏蔽断裂、线芯进水、电缆主绝缘厚度不均匀或不达标，或者在主绝缘层里面有杂质和气泡等。因此埋下了安全隐患，造成电缆运行一段时间后出现电缆终端或中间接头爆裂故障。
d）电缆负荷过大。在供电负荷高峰期电缆长期过负荷运行，致使电缆运行温度超过其允许温度，导致电缆终端、电缆接头或电缆薄弱处首先被击穿。
e）电缆受外界环境影响。由于受地质条件的影响，导致电缆保护层受到化学或电化学腐蚀等，使用时间过久，保护层失效或电缆外铅皮被潮气侵入，最终导致电缆击穿。在污秽严重的地区，电缆终端套管可能出现污闪，也可能造成短路事故。
f）接地短路故障。由于发生接地短路故障未被发现，电缆依然运行，但经过一段时间后，电缆被击穿。
g）电缆中间接头本身的质量问题。
二、电缆头制作、安装工艺要求及技术方案
1.电缆头制作、安装工艺要求
a）热缩电缆头各相线芯之间要有足够距离，根据现场经验，至少应在20mm以上，以保证不会发生悬浮电位放电。如果因为安装空间的限制，不能满足间距的要求，应增加绝缘层的层数，提高绝缘裕度。
b）热缩电缆头必须避免磕碰伤，做好疏散弯曲应力工艺措施。除按要求安装疏散应力管外，可在整根主绝缘外均匀涂抹绝缘硅脂，电缆弯曲时使热缩绝缘层与主绝缘之间能够均匀滑动，避免出现褶皱。同时，要严格控制绝缘硅脂的绝缘性。
c）三指套处钢铠及屏蔽层地线的焊接绝对禁止用火烧的方式。热缩时最好不动明火，使用大功率工业电吹风。
d）冷缩电缆头安装时，线芯要与同轴相线保持距离，不能够紧密接触，避免相线对屏蔽层击穿冷缩绝缘层。
e）剥除半导体层时应使用专用工具，避免划伤主绝缘或使半导体物质嵌入划痕。
f）固定电缆的抱箍卡固位置应与三指套保持一定距离，而且一次抱紧，防止电缆滑脱。
g）冷缩电缆头接引安装时，线芯绝缘要与裸导体及对地应保持125mm电气净距离。
2.电缆头制作技术方案
利用该技术方案结合了冷缩电缆头和热缩电缆头的优点，利用冷缩头三指套不动火制作工艺，保证三指套部位的绝缘强度；利用热缩头外绝缘包覆性好的优点，保证电缆头的机械强度，具体方案如下：
a）对半导体层和屏蔽层的剥除长度沿用热缩电缆头的工艺标准。
b）钢铠和屏蔽层地线连接方式使用冷缩电缆头工艺标准，即改用弹簧钢卡带卡固。
c）三指套部位采用热缩电缆头的工艺标准，使填充胶融化，使三指套部位及内部凝固成为一个整体，增强包覆性。
d）除按要求安装疏散应力管外，在整根主绝缘外均匀涂抹经绝缘检验的绝缘硅脂。电缆在弯曲时，热缩层能够自由滑动，避免褶皱现象，同时还提高了绝缘层的防潮性能。
e）线芯绝缘层根据需要任意选择冷缩型或热缩型绝缘管，不使用冷缩电缆头的锥形终端。
f）热缩工具使用大功率工业电吹风，不动明火。
三、广州市花都大功率机车送电缆路工程110kV益和线#5电缆中间接头C相故障分析
1.工程概况
由广州市花都220kV林益站敷设一回110kV电缆约8.92公里至
110kV和谐站，全线分段，共计安装中间绝缘接头6组，中间直通接头2组。
2.电缆中间接头C相击穿经过
2012年6月26日下午，110kV益和线电缆进行交流耐压试验，A、B两相耐压均顺利通过。C相电缆在初步升至110kV后击穿，之后反复五次升压，均至40kV左右时放电跳闸，试验前绝缘电阻为11000兆欧，试验后绝缘电阻为10000兆欧，当天已排除试验仪器问题。
3.故障测寻经过
110kV益和线C相电缆击穿后，我和其他工程项目部管理人员一起，组织人员进行故障测寻，7月2日-7月6日先后拆卸220kV林益站户外电缆终端头、110kV和谐站GIS电缆终端头，没有发现击穿的痕迹。7月10日，在测寻过程中，发现110kV益和线#5中间接头井有异响，马上组织人员进行开挖，确认故障点就在110kV益和线电缆#5中间接头。
7月11日，我们联系电缆中间接头厂家在现场进行中间接头的解剖工作，确认故障点在中间接头主体下面，共有三个小孔，距离电缆铝护套53㎜；通过对电缆主体的解剖，发现故障点是从电缆线芯屏蔽罩直接向中间接头主体放电造成的，电缆主绝缘和外半导电层断口均没有击穿的痕迹，故判断为电缆接头主体的质量问题。
4.故障修复
由于电缆主绝缘和外半导电层均没有损伤，我们与业主单位讨论后，一致决定在原位重做C相中间接头，7月14日，110kV益和线C相电缆顺利通过了交流耐压试验，顺利投产。
5.对策
针对此次事件，我认为要从以下几个方面做好防范工作：
①做好电缆附件的开箱检验工作。特别是应力锥、线芯导管、套管内部等重要部位的到货检查，并通知业主单位、监理单位、附件厂家到场，检查应仔细，看看有无刮痕，附件内部有无可见杂货，有无变形等。
②电缆到货亦应进行开箱检查工作，检查其气密性，电缆开盘后有无刮伤痕迹、有无变形等。另外，在电缆敷设过程中，应时时监督好电缆外表质量，包括电缆敷设过程中转弯位置、过管、顶管位置等应转弯半径不足或者受压力过大造成的电缆内部伤害。
③电缆附件安装过程中注意做好记录，检查是否符合厂家工艺图纸的尺寸以及要求。
四、结束语
在选择电缆附件时，应必须保证其电气性能和物理性能都经过严格地测试，确保其长期稳定性。尤其是在应力控制方面应使用ZnO材料设计，确保应力控制得平滑、均匀，避免局放的发生，以解决电晕问题。抓好电缆头制作人持证上岗，做好电缆头制作时的安全、质量监督，确保安装工艺满足厂家和相关技术标准要求，日常要做好运行电缆的监管，防止外力损坏，保证电缆平稳、可靠地运行。
参考文献：
[1]罗俊华，邱毓昌，杨黎明。10KV及以上电力电缆运行故障统计分析[J].高电压技术，2003，29（06）
[2]刘刚，陈志娟，陆国俊等。110KV交联聚乙烯电缆接头主绝缘含杂质的击穿特性研究[J]。高电压技术，2010，36（10）
论文作者:欧登
论文发表刊物:《电力设备》2017年第4期
论文发表时间:2017/5/17
标签：电缆论文; 故障论文; 终端论文; 应力论文; 指套论文; 屏蔽论文; 工艺论文; 《电力设备》2017年第4期论文;