10kV电缆中间接头故障跳闸事件分析与处理

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:刘治琦
[导读] 摘要:在当前供电系统中,通常采用的都是电缆供电。
        宝胜科技创新股份有限公司  江苏省扬州市  225800
        摘要:在当前供电系统中,通常采用的都是电缆供电。一旦电缆长度不一致或是与要求不符,则高压电缆的中间接头则会发生故障。而且当前大部分电缆都在地沟中进行敷设,一旦操作过程中欠缺科学性,则会导致电缆沟出现积泥和积水等情况,部分时候还存在电缆排放混乱无法有效维护的现象,最张明造成电缆中间接头故障发生,影响供电的稳定性和持续性。
        关键词:电力电缆;中间接头;故障跳闸;处理
        引言
        我国经济的快速发展对电力的需求日显明显,众多城市和电力需求较多的企业在供电系统的应用上都采用10kV电力电缆进行配电,逐步向电缆化迈进。电缆的主体虽然由生产厂家制造完成,但中间接头附件必须在施工现场制作安装。但10kV电缆中间接头制作是一项比较复杂的工艺,对施工环境、工艺质量要求严苛,常常因施工者的一些不规范施工习惯、制作工艺质量不过关、施工现场的质量问题而导致运行中电缆发生故障,造成客户停电事故,阻碍电缆安全运行,从而造成严重的经济损失以及恶劣的社会影响。因此,加强电缆中间接头的制作工艺质量控制也就显得非常重要。为了提高电缆中间接头制作工艺质量,减少10kV电缆中间接头的故障,并预防和提高电缆中间接头施工质量和运行的可靠性,笔者现将在实践中总结出的10kV电缆中间接头制作工艺、制作过程中应注意事项和制作工艺优化措施作简要介绍,供同行参考。
        1电缆中间接头运行现状
        对开平供电局管辖片区的电缆中间接头运行环境进行统计,95%的10kV电缆中间接头制作完成后放置于电缆沟或电缆井支架上,虽然在工井内有设置渗水井,但本地区降水较多,且多地水位较高,工井内排水不及时,导致电缆头长期浸泡于水中,且未有任何保护措施。通过对开平供电局配电运维中心、城区供电所近4年电缆中间接头故障原因进行分析,主要原因有如下三点:(1)长时间浸泡于水中,当所在电缆线路长时间停电时,中间头内部结构因热胀冷缩原因进入水汽,绝缘性能下降,当线路通电时导致击穿;(2)线路负荷增长,长时间处于重过载状态,超出了电缆中间接头额定承载能力,导致绝缘性能降低,导致击穿;(3)施工工艺差或中间头质量差,造成电缆中间接头使用寿命缩短。结合开平供电局电缆中间接头运行现状,急需一种装置使电缆中间接头避免浸泡于水中,且能够监测其温度、湿度等状况,以消除运行电缆中间接头的故障隐患。
        2高压电缆中间接头故障原因分析
        在高压电缆中间接头制作过程中,存在填料和树指没有拌匀的情况,在具体浇制时各种材料配合比例不科学,注模过快或是温度不适宜,从而导致环氧树脂混合物绝缘体内部有气孔。当模型结合面进入水和空气时,会影响绝缘密封性,导致电缆头运行时温度变化过大。另外,还存在直通铝压接管和导线的压接不合理的情况,这必然会造成电缆接触不良情况发生,运行时极易发生发热及老化现象。当电缆沟内存在较多的积水和污泥,或是施工过程中存在不合理的情况,在恶劣的环境下运行,再加之维护工作不到位,从而导致高压电缆中间接头故障发生。当中间接头外壳模型结合面不严实,存在裂缝,严重时存在环氧树指外泄的情况,这种情况下,中间接头固定外壳套模容易被烧穿,导致相间短路故障发生。对于压力连接的电缆接头,对于压接面积和压接深度没有明确的规定,接头电阻都是接触电阻,接触电阻和接触力大小、接触面积及压接工具吨位等都有着较大的联系。当压接机具压力不足时,连接机具的空隙会较大,极易造成导体连接压力不足问题发生,由此而导致电缆中间接头出现故障。部分电缆接头自身散热性能较差,或者外壳内存在一些混合物,这就导致散热困难现象出现。当前各种接头绝缘材料耐热性能都较差,当温度达到一定高度时,接头处的氧化膜会加厚,导致接触电阻增大,通电后,接头绝缘材料会碳化,由此产生故障。


        310kV电缆中间接头故障跳闸事件处理措施
        3.1导体连接
        导体连接的具体步骤是:①在连接管压接前,应用砂纸打磨导体表层和连接管内壁以去除表面氧化物,并在接触面上涂以导电脂或凡士林,确保连接点的接触电阻小且稳定。②根据导体截面选择合适的压接模具。压完第一道后,要检查是否压接可靠。必要时,更换小一号的模具或在模具间增加金属垫片继续进行压接。③在连接管压接完成后,应去除压痕尖角,并用挫刀将毛边打磨光滑,使连接管表面过渡连续、光滑、无毛刺,以避免运行中由于某处电场强度过于集中导致该处绝缘层老化加速。
        3.2电缆解体检查
        电缆接头基本平直,表面未见明显击穿破口。测量接头全长为216cm,测量两端恒力弹簧之间的距离后,拆除电缆接头外护套,剖开防水层发现铜屏蔽、钢带及护套上可见明显锈蚀痕迹。逐层拆除接头外热缩护套过程中可见接头护套与电缆本体外护套搭接长度为3.5cm,另一侧为1.9cm,各搭接处可见涂有黄色防水密封胶。解开电缆接头护套,露出三相,分别用红黄绿三色胶带对三相进行标示;测量红色标示相应力弹簧间距和应力锥长度。破开红色标示单相接头应力锥,可见应力锥内各层之间的搭接关系,经测量,外半导层搭接铜屏蔽一侧3.2cm,另一侧1.8cm。剖开应力锥各层,可见主绝缘上有凝固的硅脂,主绝缘表面光滑,未见明显的打磨痕迹。剖开压接管上的红色胶泥和半导带层,露出压接管,可见压接工艺良好,无明显毛刺。主绝缘与压接管之间有较大的空隙,经测量一端为1.6cm,另一端为1.4cm。主绝缘端口切削平整,无明显的突出和缺口。用万用表测量应力锥各层电阻率(两表笔间取2cm),发现内层半导部分显示为绝缘材质,材料不符合要求。分别解体剩余两相应力锥,发现与红色标示相相同的问题,均有凝固硅脂,并且应力锥半导电层绝缘。
        3.3采用正确的密封和机械保护
        对于高压电缆中间接头,需要采用正确的密封和机械保护,可以在接头位置搭砌接头保护槽和安装水泥保护盒,以此来防止接头内部渗入水分和潮气。通过科学对接头进行处理,可以有效的延长电缆接头的使用寿命。做好电缆金融屏蔽和接地处理,即科学焊接接地线,并焊接好两端盒电缆本体上的金属屏蔽及铠装带,确保终端头焊接的可靠性和牢固性。利用金属屏蔽,可以实现电缆故障短路电流的有效传导,并对电缆场对附近通讯设备的电磁干扰进行有效屏蔽。在对外半层体屏蔽处理过程中,需要保证外半导体端口的整洁和均匀,实现和绝缘的平滑过渡,同时还要在接头增绕半导体带,使其与电缆本体外半导体屏蔽搭接保持良好的连通性。利用外半导体屏蔽,有效的均匀电缆和接头绝缘外部的电场。
        结语
        综上所述,电缆中间接头的制作工艺比较复杂,要想使中间接头达到质量最优的效果,中间接头制作工艺的质量控制非常重要。然而,在10kV电力电缆中间接头制作的过程中,有很多注意事项,这些注意事项必须严格遵守。同时,由专业技术人员操作,而且这些电缆制作的相关技术人员也应不断提高自己的技术水平和责任心,从而提高电缆中间接头的制作质量。还有一个不可忽略的问题是:由于绝缘电阻测试和交流耐压试验不能有效地发现电缆附件的制作工艺缺陷,所以,还应该开展电力电缆的局部放电测量试验项目。只有这样多管齐下,才能切实保障10kV电缆中间接头制作的安全性和质量,从而提高电缆线路高供电的可靠性,为相关使用者提供最为稳定、安全、经济的服务。
        参考文献
        [1]吴崇荣.10kV电缆中间接头制作工艺优化[J].华东科技(学术版),2015(08).
        [2]谭肇斌.交联电缆接头故障原因分析及处理措施[J].科技资讯,2011(10).
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