简析电缆中间接头故障沈世强摘要:电缆的大量应用,特别是通过中间接头连接的长电缆的使用,使得运行 中电缆中间接头故障成为影响电缆安全运行的最大隐患我局近几年来连续发生 了多起因接头有进水现象、附件质量、制作工艺等方面原因导致的中间接头爆炸 的事故,本文通过对这些事故进行分析,以为更好地进行中间接头施工、保证质 量减少事故打下基础关键词:中间接头故障;进水现象;压接管;喇叭口引言为了便于电力电能的输送和分配,高压电缆正被广范的应用于电力建设我 局从九十年代初开始使用高压电缆,目前全市内共有10/20千伏高压电缆近200 公里,均以YJV22-8.7/15kV和YJV22-18/30kV系列交联铜芯电缆为主,该电缆的 热性能、机械性能及绝缘性能都较好,允许工作温度高(可达90OC)电缆的 大量应用,特别是通过中间接头连接的长电缆的使用美化了市容市貌,但在长期 的运行过程中,发现电缆中间接头故障成为影响电缆安全运行的最大隐患3M 冷缩材料制作的电缆中间接头在我局自2001年起应用,但在近几年已连续发生 多条电缆线路中间头的击穿故障在部分事故分析未有明确结果的情况下,我局 暂停了3M冷缩材料的使用,改用热缩型材料制作。
近期实验线再次发生中间接 头故障,我局会同多方专家再次对故障的电缆头进行了解剖分析1解剖电缆进行分析(解剖型号为3M-QS2000型附件)1.1爆炸电缆中有部分存在进水现象从图片上可以看到铜屏蔽出现铜锈分析原因,一是接头在制作前电缆就已 经进水,二是在制作后由于密封不良造成运行中进水根据图纸要求在防水带及 最外层装甲带绕包后三十分钟内不得移动电缆,否则将可能影响密封效果图1铜屏蔽出现铜锈1.2电缆削剥尺寸基本合格经解剖分析,电缆削剥尺寸基本合格,但在压接管处主绝缘开剥尺寸小于图 纸要求,且无倒角,根据图纸要求是:按1/2接管长度+10mm切除顶部绝缘,并 在绝缘边缘上做3x45°倒角所以主绝缘开剥尺寸总长应为13mm1.3电缆主绝缘与压接管压接后处理不够电缆主绝缘上有刀痕但不深,压接管上压接后留下的压痕和毛刺未挫平打光 根据图纸要求是:压接不可压在压接的中心,压接后应对接管表面挫平打光并且 清洗1.4压接管上压接尺寸不规范因图纸上未做出具体的压接位置标注,至使压接位置由施工人员随意确定, 只是根据常规标准进行压接根据图纸要求是:参照连接管供应商的指示装上接 管进行压接,不要压接接管中心。
而从故障电缆上可以看出由于压接位置的偏差, 中间接头爆炸的(开始放电击穿)起始位置多在压接管的端口上与主绝缘的连接 处1.5压接位置的不规范使得接管端口形成喇叭口状态即向外翘出,其外径远大于接管原有外径,并在内径处形成较大孔隙而图 纸上未对其空隙进行处理,只是在初次安装时厂家技术人员提到用P55/R混合剂 进行填充,不能用硅脂根据图纸要求是:将P55/R混合挤涂抹在半导电层与主 绝缘交界处,然后把剩余的混合挤均匀涂抹在主绝缘表面上,不能用硅脂替代2 对出现的问题提出分析建议2.1 进水现象 电缆绝缘内有水分存在,在电场的作用下会发生水树枝老化现象,最后导致 绝缘击穿绝缘中存在的杂质、气孔及绝缘与内外半导电层结合面的不均匀处所 形成的局部高电场部位是发生水树的起点水树枝发展过程一般在 8 年以上,湿 度越高,温度越高,电压越高,水中所含离子越多,则水树发展越快而从此次 爆炸均是在压按管处发生且电缆运行均在二三年左右,故基本排除水树枝放电击 穿的可能,所以对今后的施工中必须作好电缆敷设及制制作时的防水工作电缆 防水应做好以下几方面的工作:①电缆头应密封②电缆敷设后要及时进行电 缆头的制作③由于绝缘中的杂质、气孔等是水树枝发生的起点,因而电缆质量 的好坏对防止水树枝老化至关重要,因此在购买电缆时,必须选择质量过硬的厂 家。
④加强电缆头制作工艺的管理一但电缆进水,则最早出现击穿的往往是电 缆头,因而电缆头制作得好,可以延长电缆的整体寿命⑤电缆沟(管)与电缆 井的设计由于条件的限制,我们的电缆敷设均采用直埋或电缆沟形式,而且以 直埋为多,我区属于多雨地区,电缆沟或电缆井中长年有积水由于电缆沟工电 缆井的深度会超过下水道的深度,因此排水很困难,在规划时,就应进行协调, 设计的电缆沟(井)要便于排水如无法做到电缆井无积水,则应把电缆井中的 中间接头用支架撑起另外在化工区,化工废料使外护套严重腐蚀并变形,因而 化工厂附近的电缆沟必须有充分的排水设施2.2 电缆削剥尺寸、电缆主绝缘与压接管压接后处理 电缆制作的削剥尺寸将直接影响电缆的运行质量,所有附件的尺寸虽然不尽相同,但是都是按照其附件的实际情况进行设计的,所以在施工时都必须认真阅 读图纸,严格按照图纸要求进行削剥,相关的处理工艺也必须按图纸进行如主 绝缘上的刀痕、压接管上的毛刺等主绝缘上存在刀痕而不进行处理会造成绝缘 的不稳定增,在有刀痕的地方容易引发爬电,当然这次爆炸从解剖中可以看出不 是由于刀痕引起的,但这将是一个重点的质量控制点还有压接管上的毛刺,由 于压模的不同型号(压模尺寸一致但压模的长短不一致)及压接管的型号不同造 成压接后产生不同的效果,产生毛刺等,影响压接管的表面光洁度,所以必须对 压接管表面进行处理。
从艺方面我们可从以下几个方面进行控制: ①加强人员的 培训工作提高施工人员的技术素质,使施工人员真正掌握工艺要领,保证制作的 电缆合格②设立相关工作责任制度,谁制作谁负责,强调责任制度,让施工人 员严格按图纸要求进行保证工艺质量,同时工作负责人负责进行检查2.3 压接管上压接尺寸不规范的影响压接管上压接尺寸因图纸上未做出具体的压接位置标注,导致了接管端口形 成喇叭口,这一情况的出现还有可能是造成爆炸的主要原因,但还需等3M厂家 的进一步论证,但无论什么原因,对于压接尺寸必须厂家作一个较为明确的说明 以形成一个统一的标准,而不能随施工人员自定①规范化操作,制定压接位置 标准②选用合适的压模:不仅要选择合适的截面的压模,因压模有多种宽度, 还要注意选择适用于压接管压接宽度的模具3 结论要保证电缆中间接头制作的质量,是一个系统的问题,要从选材、敷设、制 作工艺,运行环境等多方面进行控制,任何一个环节出现问题都可能产生隐患,给事故留下机会参考文献:[1] 《电力电缆施工手册》李宗廷、王佩龙等.中国电力出版社.2002 年[2] 《3M第九版电缆安装操作说明书》.3M中国有限公司技术部[3] 《电力电缆实用技术》于景丰、赵锋.中国水利电力出版社.2003年。