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電纜終端頭故障分析與預防措施
發布時間:2012-07-14    文章來源:    瀏覽次數:2387

1.電纜終端頭故障情況的比較

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

在變電站10kV配電室內、電纜線路電纜分支箱、箱式變內,10kV戶內電纜終端頭運行中卻很少發生故障。另外,在城網安裝運行的電纜終端頭較農村10kV電網故障率也較高。

2.電纜終端頭故障損壞情況。電纜終端頭在運行中發生故障時,一般是先引起10kV系統單相接地,短時間后擴大為兩相或三相短路故障,造成線路斷路器跳閘。故障后經檢查,發現電纜終端頭已燒壞。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重。
二、電纜終端頭故障原因分析

1.運行環境的影響

桿上安裝運行的戶外電纜終端頭,常年受風、雨、雪、雷電的侵襲及溫度諸因素的影響,經多年運行后,使絕緣老化而損壞。室內,箱內安裝運行的戶內電纜終端頭不受上述環境的影響,絕緣不易老化,所以很少發生故障。桿上戶外電纜終端頭在電纜線路的首段。首先受到雷電過電壓的侵襲,當避雷器放電時,雷電流通過地線接地裝置流入大地,會在接地裝置的電阻上產生壓降,如果電纜接地裝置的電阻大于10Ω。產生的壓降較大,加上避雷器的殘壓,會加在電纜芯線至終端頭的絕緣體上,會使相線絕緣放電擊穿。而室內戶內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,放電電流在接地裝置上產生的壓降小。所以戶內電纜終端頭不易因過電壓發生故障。另外,因電纜線路有防止雷電壓的作用,所以電纜分支箱內的戶內電纜終端頭,雖然沒有設計安裝10kV避雷器,也很少發生故障。

2.施工現場環境的影響

戶外電纜終端頭的制造,必須在天氣晴朗、空氣干燥,相對濕度在70%以下時進行,更不能在雨天、雪天進行,如果在空氣濕度大于70%的環境下制造,終端頭的配套材料和絕緣體表面都會附有水氣,冷縮管收縮后,管內部和電纜絕緣體表面凝結的水氣,在電場作用下就會產生樹枝劣化。運行中,在高溫和交流電場作用下逐步向電樹枝轉移,這勢必降低冷縮管冉緱婢緣強度形成內閃,直到絕緣擊穿造成故障。另外,在制造終端頭過程中,如果施工現場有飛揚的灰塵或紙屑,或手戴有雜質不干凈的手套,剝電纜外護套、鎧裝、內襯套、銅屏蔽,外半導層等工作時,有害塵埃沾染到配套材料和絕緣體表面,外半導層又沒用清潔紙清潔干凈,從而在運行中使配套材料和絕緣體界面爬行放電,導致縱向擊穿電纜絕緣,造成故障。

3.制造工藝技術水平的影響

電纜終端頭制造工藝標準要求嚴格,它應由具有制造經驗技術較高的專職人員進行。否則會影響制造質量。

剝切電纜的外護套,鋼鎧和內襯層、銅屏蔽、外半導層時,剝去和保留的尺寸不符合廠家要求。半導層是均勻電纜絕緣體表面電場的,三相保留和剝除尺寸要求一致,剝切時可能傷及絕緣體和線芯。制造中纏填充膠、纏自粘帶、半導電帶等層數不夠。最重要的是固定密封管,密封管和端子間有間隙時,但沒有用密封膠密封好,同時也沒用密封膠密封好冷縮指套,都會從這兩處進潮氣、進水,降低了終端頭的絕緣水平。電纜終端頭制造好后,有沒有做20HZ——300HZ諧振耐壓試驗,一些制造缺陷沒有發現處理。以上制造中存在的缺陷,都會給運行留下故障隱患,影響電纜終端的安全運行。

4.設計安裝不當的影響

桿上設計安裝的電纜終端頭,距桿和線路導線或刀閘接線點距離較近,接線后三相冷縮管嚴重彎曲受力,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水,冷縮管直徑有隨導線芯線直徑變化而變化的特點,(熱縮管不能),但由于冷縮管嚴重彎曲受力,就不能隨導線直徑變化而變化。長期彎曲可能使冷縮管變形產生裂紋,使冷縮管和絕緣體之間形成間隙,當間隙內存有水氣時,到了冬季溫度較低時,會在絕緣體和冷縮管內部表面凝結成冰層,這樣就降低了冷縮終端頭管內絕緣強度,在交流電場作用下形成內閃,致使某相絕緣擊穿放電,所以這樣設計安裝的電纜終端頭在冬季和初春溫度較低的情況下運行很容易發生故障。
三、防止電纜終端頭故障的技術措施

1.要求電纜及電纜終端頭制造廠,產品要保證質量,并做好售后服務工作,協助客戶做好維護和管理工作,客戶購定10kV電纜時,要選擇信得過的廠家。

2.提高電纜終端頭的制造工藝水平

制造電纜冷縮終端頭,要按照廠家制造說明書要求,按剝切和保留的尺寸和12項制造程序(略述)一次連續完成。主要制造程序有:

(1)固定冷縮管

先量冷縮管端頭到線芯端部距離E=B+Cmm,B=250mm,C=端子壓接深度mm,如果E小于B+C,則切除多余冷縮管,切除時先用膠帶環繞固定然后環切,切工不能留刀口,嚴禁軸向切割;如果E大于B+C,則鋸除多余的線芯。

(2)剝銅屏蔽,外半導層

距冷縮管端10mm保留銅屏蔽,其余剝除。從銅屏蔽端保留15mm半導層,其余剝除,按端子深度C切除各相絕緣。將外半導電層及絕緣體末端用刀具切成倒角,按原相色纏繞相色條,按照冷縮終端的長度D=285mm安裝限位線。

(3)繞半導電帶

搭接半導電層及冷縮管端口各5mm,在銅屏蔽上纏繞半導電自粘帶。檢查絕緣體表面有無刀痕及導電顆粒,如有則用砂帶打磨光滑,后用清潔紙清潔絕緣體。清潔時,從絕緣體起,擼到半導電層,且不可來回擦。等清潔劑風干后,將硅脂膏均勻多涂抹到絕緣體表面。

(4)固定冷縮終端,并將端子插上并壓接

(5)固定密封管

用填充膠將端子壓接部位的間隙和壓痕纏平,從最上一個傘裙至整個戶外終端填充膠再纏繞一層密封膠,終端上除密封膠外還要纏繞一層pvc帶,如果密封管和端子間有間隙,可把密封管翻卷過來,在端子上纏一些密封膠后再把密封管翻卷回來,防止從此處進水。

(6)密封冷縮指套

將指套大口端連地線一起翻卷過來,用密封膠將地線連同電纜外護套一起纏繞,然后將指套翻卷回來,用扎線將指套外的地線綁牢,按12項程序安裝完畢。

盡管按照上述制造方法,可保終端頭合格。但為了萬無一失,還應進行絕緣電阻和交流諧振耐壓試驗,實驗值按2U0,(U0交流橡塑絕緣電纜的額定相電壓。)為了防止試驗時損壞橡塑電纜絕緣,規程規定不允許做直流耐壓試驗。

近幾年,我分公司老職工逐漸退休,已缺少電纜終端頭制造專職人員,目前新建電纜線路和故障后重新制造的電纜終端頭,都委托銷售單位派員制造,分公司派員配合,也為了培養新專職人員,這辦法已起得比較好的效果。

3.提高戶外電纜終端頭的設計和安裝質量

從溝道引出地面的電纜在桿上敷設需穿鍍辟鋼管保護,鋼管頂部需要封堵。鋼管和電纜終端頭用角鋼支架和水泥桿固定,為不影響登桿工作,鋼管和電纜距電桿表面不小于300mm,并和梯接點導線或刀閘中相垂直。電纜終端頭指套距梯接點為1500mm左右,大于1500mm距離的引出線應加絕緣支持點。終端頭三相冷縮管之間夾角為15度左右,垂直伸出不得彎曲受力。從端子處再用防老化絕緣線用并溝線夾,設備線夾和線路導線或刀閘固定連接,終端頭應安裝10kV氧化鋅避雷器,避雷器接地線、電纜鋼鎧,銅屏蔽,鋼管接地線共同和接地裝置接地引線相連可靠接地。獨立的接地裝置接地電阻值不大于10Ω。

4.裝設自動跟綜補償的消弧線圈

涿鹿110kV站10kV兩段母線上,原來沒有設計安裝10kV消弧線圈。該站隨著10kV電網電纜線路的增加,經計標10kV三相對地的電容電流已超過10A,常因電纜終端頭發生單相接地,引起相間短路斷路器跳閘。

為防止故障再次發生,2012年9月份在涿鹿110kV站兩段10kV母線上,分別設計安裝了戶外式10kV接地變和一套自動跟蹤補償的10kV消弧線圈。經調整試驗合格后,現已投入了運行,以達到10kV系統發生單相接地時,消弧線圈產生感性電流,補償對地的電容電流,使接地點電容殘流變小。接地點的電弧就會自行熄滅。起到了保護電纜線路安全運行降低故障跳閘率的效果。

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