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      冷縮電纜終端的故障排查與解決對策
      時間:2019-3-1 13:42:24   點擊:47
      隨著我國經濟建設發展,交聯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有發生。以筆者多年的工作經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程中的工藝達不到要求?,F就一起交聯聚乙烯電纜冷縮終端驗收試驗中遇到的問題進行分析和說明,找出制作的關鍵環節和處理辦法。 
      1 故障發生經過 
      2013年9月21日,我們對220kV某變電站35kV#3電容器進線電纜進行驗收試驗,試驗方法采用的是串諧交流耐壓,三相同時進行,試驗電壓為52kV,試驗時間應為60分鐘,當進行到第14分鐘時,發生高壓閃絡,同時我們的監護人員在電纜的另一端聽到很強的“啪”的放電聲,隨即又試加電壓,當加至31.3kV時又發生高壓閃絡,并聽到放電聲,然后逐項加壓,A相升至45kV無閃絡后退至零,B相36.6kV高壓閃絡,C相24kV高壓閃絡,同時在電纜另一端聽到放電聲,因此至少兩相有問題。由于我們的監護人員在電纜的另一端聽到了很強的放電聲,所以我們首先懷疑的是電纜終端接頭的問題。 
      2 故障原因 
      我們將電纜頭拆開發現了在屏蔽層、半導體層與主絕緣過濾處存在直徑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生的呢?根據電場理論,凡是放電,都是由于絕緣承受不了該處的電場強度所致,所以,一是絕緣降低,二是電場太強造成的。絕緣降低是由于氣隙、受潮和雜質等引起的,電場太強則是由于電場畸變導致的。所以,經過分析可能有以下幾種原因: 
      2.1 主絕緣距離不夠 
      經檢查發現,在電纜頭制作時,保留的主絕緣長度不夠長,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,形成的一個過渡錐面的構成件(在設計中,錐面的軸向場強應是一個常數)。橡膠應力錐作為均化電纜終端電場的關鍵部件之一,其性能能否達到要求至關重要,這關系到電纜終端的實際使用效果。電纜終端的關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。合格和正確安裝的電纜應力錐附近的場強是均勻分布的,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濾處,應力錐的導電橡膠部分處在強電場環境中受到電場力的作用,在強電場力的作用下,橡膠應力錐的應力分布狀態就會發生變化,界面應力的情況也隨之發生變化。因此應力錐起不到改善金屬護套末端電場分布、降低金屬護套邊緣處電場強度的作用。應力錐一旦失去作用,在電纜頭線芯和屏蔽層的切斷處就會產生應力集中現象,電場強度最大,當電壓達到一定高度,作用一定時間后,該處的絕緣承受不住如此的電場強度,從而發生閃絡,甚至是擊穿。因此應力錐失去作用是發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,刀痕過深或沒有清除干凈,其半導體殘留在主絕緣層上,或清洗時沒有遵循工藝要求,來回擦洗,留下隱患,產生閃絡放電。 
      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、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,這樣才能嚴格控制冷縮硅橡膠絕緣套管的過盈量,保證其有足夠的握緊力,使界面接觸緊密,沒有氣隙。 
      3.2 電纜頭制作時,應嚴格按照安裝使用說明的要求,即銅屏蔽、半導電層、主絕緣和線芯的長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題,在安裝時,應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后或沒有清除干凈。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深和半導體殘留物留下的隱患,避免閃絡放電。 
      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渡。 
      按以上對策處理后,耐壓試驗一次性通過。 
      4 結束語 
      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。在現場安裝高壓電纜附件之前,其組裝部件應視窗陪。安裝現場的溫度、適度和清潔度應符合安裝工藝要求,嚴禁在雨、霧、風沙等有嚴重污染的環境中安裝電纜附件。 

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