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冷縮電纜終端的故障排查與解決對策
時(shí)間:2019-3-1 13:42:24   點(diǎn)擊:157
隨著(zhù)我國經(jīng)濟建設發(fā)展,交聯(lián)聚乙烯電纜以方便耐用,被廣泛應用。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)驗所遇到的電纜故障中,電纜終端接頭的故障率高達80%以上,其主要原因就是在電纜終端制作過(guò)程中的工藝達不到要求?,F就一起交聯(lián)聚乙烯電纜冷縮終端驗收試驗中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析和說(shuō)明,找出制作的關(guān)鍵環(huán)節和處理辦法。 
1 故障發(fā)生經(jīng)過(guò) 
2013年9月21日,我們對220kV某變電站35kV#3電容器進(jìn)線(xiàn)電纜進(jìn)行驗收試驗,試驗方法采用的是串諧交流耐壓,三相同時(shí)進(jìn)行,試驗電壓為52kV,試驗時(shí)間應為60分鐘,當進(jìn)行到第14分鐘時(shí),發(fā)生高壓閃絡(luò ),同時(shí)我們的監護人員在電纜的另一端聽(tīng)到很強的“啪”的放電聲,隨即又試加電壓,當加至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。由于我們的監護人員在電纜的另一端聽(tīng)到了很強的放電聲,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)現了在屏蔽層、半導體層與主絕緣過(guò)濾處存在直徑2厘米的碳狀放電痕跡,如圖1所示。 
那么這種現象是如何發(fā)生的呢?根據電場(chǎng)理論,凡是放電,都是由于絕緣承受不了該處的電場(chǎng)強度所致,所以,一是絕緣降低,二是電場(chǎng)太強造成的。絕緣降低是由于氣隙、受潮和雜質(zhì)等引起的,電場(chǎng)太強則是由于電場(chǎng)畸變導致的。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,在電纜頭制作時(shí),保留的主絕緣長(cháng)度不夠長(cháng),如圖2(a)、(b)所示,與配套的冷縮端子相差5.5厘米,因此使絕緣強度下降,導致放電。 
2.2 電纜頭應力錐安裝位置不合適 
應力錐是指:在電纜終端和接頭中,自金屬護套邊緣起繞包絕緣帶(或者套橡膠預制件),使得金屬護套邊緣到增繞絕緣外表之間,形成的一個(gè)過(guò)渡錐面的構成件(在設計中,錐面的軸向場(chǎng)強應是一個(gè)常數)。橡膠應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)鍵部分就是預制橡膠應力錐與電纜絕緣的界面,該界面的電氣絕緣強度與電纜絕緣表面清潔程度、光潔程度、界面應力、橡膠材料等多種因素有關(guān)。合格和正確安裝的電纜應力錐附近的場(chǎng)強是均勻分布的,但是,如果主絕緣距離不夠,勢必導致應力錐不能安裝在屏蔽層與半導體層的過(guò)濾處,應力錐的導電橡膠部分處在強電場(chǎng)環(huán)境中受到電場(chǎng)力的作用,在強電場(chǎng)力的作用下,橡膠應力錐的應力分布狀態(tài)就會(huì )發(fā)生變化,界面應力的情況也隨之發(fā)生變化。因此應力錐起不到改善金屬護套末端電場(chǎng)分布、降低金屬護套邊緣處電場(chǎng)強度的作用。應力錐一旦失去作用,在電纜頭線(xiàn)芯和屏蔽層的切斷處就會(huì )產(chǎn)生應力集中現象,電場(chǎng)強度最大,當電壓達到一定高度,作用一定時(shí)間后,該處的絕緣承受不住如此的電場(chǎng)強度,從而發(fā)生閃絡(luò ),甚至是擊穿。因此應力錐失去作用是發(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(xiàn)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、半導體等 
電纜半導體、屏蔽層剝切后,刀痕過(guò)深或沒(méi)有清除干凈,其半導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,導致放電。 
2.6 冷縮硅膠套管是預制成型附件,必須與電纜截面相配套 
做接頭前若沒(méi)有認真檢查是否配套,勢必造成收縮不緊密而不能保證界面壓強,導致雜質(zhì)、侵入氣隙或受潮。 
3 防范對策及處理 
3.1 制作前,首先應檢查電纜附件與電纜是否匹配,這樣才能?chē)栏窨刂评淇s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),應嚴格按照安裝使用說(shuō)明的要求,即銅屏蔽、半導電層、主絕緣和線(xiàn)芯的長(cháng)度均按照安裝工藝的要求切割和截取,保證應力錐的作用。 
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),應保證銅屏蔽和鎧裝的清潔,用恒力彈簧將銅編織線(xiàn)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(xiàn)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,應控制用力,盡量避免電纜主絕緣、半導體、屏蔽層在剝切后刀痕過(guò)后或沒(méi)有清除干凈。所以應用砂紙打磨絕緣層表面,除去絕緣層表面的劃傷、凹坑或殘留半導體層,并除去壓接線(xiàn)端子導致棱角的毛刺,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)深和半導體殘留物留下的隱患,避免閃絡(luò )放電。 
3.5 為了避免半導體層與屏蔽層、絕緣層之間壓接不緊,留有氣隙,產(chǎn)生氣泡放電的現象,我們的對策是在銅屏蔽帶上約1—2毫米厚的半導電帶,并用少量半導電帶將銅屏蔽與外半導電層的臺階覆蓋住。半導電層末端用刀具倒角,使半導電層與絕緣層平滑過(guò)渡。 
按以上對策處理后,耐壓試驗一次性通過(guò)。 
4 結束語(yǔ) 
為了減少及避免電纜故障,電纜施工期間應做好電纜和電纜福建的防潮、防塵、防外力損傷措施。在現場(chǎng)安裝高壓電纜附件之前,其組裝部件應視窗陪。安裝現場(chǎng)的溫度、適度和清潔度應符合安裝工藝要求,嚴禁在雨、霧、風(fēng)沙等有嚴重污染的環(huán)境中安裝電纜附件。 

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