冷缩电缆接头故障原因分析和处理.
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1 故障情况 2001年9月30日20时10分,优越路开关站优开10板突然发生速断跳闸。该板电缆线路为铜芯交联聚乙烯电力电缆,长1 130 m,15 kV普通冷缩中间接头2个,是太阳城开关站主进回路。通过测寻定位,故障点在万家百货商场处#1中间接头。此接头于2001年4月27日制作并通过DC35 kV/15 min试验合格,7月17日又通过直流耐压试验后正式投入运行。但仅运行两个半月就发生绝缘击穿,是我局发生的第一例冷缩电缆接头故障。 2 原因分析 冷缩电缆接头,现场施工简单方便,其硅橡胶复合绝缘套管具有弹性,只要抽出内芯尼龙支撑条,可紧紧贴服在XLPE电缆上,不需要使用加热工具,克服了热缩材料的缺点(热缩附件没有弹性,在电缆运行时热胀冷缩的过程中,会与电缆本体之间出现间隙)。所以,我局在2001年后城网改造中使用的的电缆线路中均为冷缩电缆附件。冷缩电缆附件是一项新材料和新技术的应用,由于短期内对该项新工艺的操作掌握也有不足之处,因而对该起故障很有必要进行认真分析,查找原因,从中吸取教训,采取措施,提高施工质量,确保电缆线路的安全运行。 我们知道,电缆接头的电场是一个畸变电场,造成电场畸变的主要原因是:做接头时,XLPE电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层、线芯都必须进行剥切,在电缆接头线芯和屏蔽层的切断处,会产生电应力集中现象,电场强度最大,是整个接头的薄弱环节。同时,现场条件较差,不可避免会侵入灰尘、气体、水分等杂质。因而导致XLPE绝缘发生击穿的主要原因是出现水树枝、电树枝、电化树枝3类现象。 为了便于及时分析,在现场对接头进行了解剖,发现:(1)冷缩硅橡胶绝缘套管一侧边缘被电弧烧熔成一个直径约2 cm的孔洞,位于XLPE电缆半导体屏蔽层部位。(2)将冷缩硅橡胶绝缘套管剖开后,XLPE电缆绝缘层表面有明显放电碳化通道,该通道从线芯一直到电缆绝缘半导体屏蔽层剥切口。由此可见,该电缆击穿是接头处绝缘表面放电造成的,说明冷缩套管与电缆绝缘表面结合处存在气隙、杂质形成的绝缘薄弱环节。 众所周知,杂质、气隙、受潮是造成固体绝缘介质沿面放电的主要原因,所以可能导致冷缩接头绝缘击穿的原因有以下几点:(1)剥切电缆半导体屏蔽层时,刀痕过深,使主绝缘层表面有伤痕,容易存在气隙。(2)电缆半导体屏蔽层剥切后,没有清除干净,其半导体残留在主绝缘层上,或清擦时没有遵循工艺要求,来回擦洗,留下隐患,产生闪络放电。(3)电缆线芯压接后,连接管压坑变形有尖端、棱角,造成电场畸变,局部场强集中,产生尖端放电。(4)冷缩硅橡胶套管是预制成型附件,必须与电缆截面相配套。做接头前如没有认真检查是否配套,事必造成收缩不紧密而不能保证界面压强,导致杂质侵入气隙或受潮。(5)制作该冷缩头时,硅橡胶绝缘套管收缩后,两端口未作任何密封处理,这是导致潮气侵入的重要原因。(6)制作冷缩接头时,因三相冷缩绝缘套管同在中心位置,由于不平整,包绕2228防水带中会有皱折,造成包缠不紧密,这也是导致接头进水受潮的重要原因之一。[1] [2] 下一页
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