邱德强
国网湖北送变电工程有限公司， 湖北 武汉 430000
摘要：近几年来，国家电网结构的复杂程度不断提高，用电量也在逐年增长，为了加快城市化发展进程，切实提高土地资源利用率，电缆入地工程得到了大面积推广，但也出现一些线路故障问题。基于此，本文以220kV高压电缆接头击穿故障为例，深入分析导致故障的原因，并且提出切实可行的故障处理、防范措施，最大程度降低高压电缆故障概率，保证电力输送工作稳定进行。
关键词：高压电缆；接头击穿；故障处理；防范措施
引言：
高压电力电缆近几年来得到了广泛应用，但在实际运行过程中却先后出现了多起的电网事故，不仅造成了巨大的经济损失，也对社会的稳定发展的造成负面影响。而纵观过往高压电网事故来看，以220kV高压电缆接头击穿故障发生频率极高，但出于多方面原因这一问题始终没能得到根本上的解决。因此，借助实际故障处理案例，针对220kV高压电缆展开分析，具有相应的现实意义。
1.220kV高压电缆接头击穿故障概况
近几年来，变电站、发电厂等场所均开始应用高压电力电缆，电缆工程数量大幅度提高，但处于多方面因素影响，故障频发，严重影响了电网运行的安全可靠性。而根据具体的数据调查情况显示，这其中以高压电缆接头击穿故障发生频率最高，如16年6月、8月在陕西、大连地区先后发生了电缆接头故障，前者引发了电缆沟失火事故，后者则造成了短路跳闸等问题。但从目前来看，这一故障并没有一个合理系统的处理措施。这是因为电缆、附件本身的绝缘设计裕度较大，但有效的方法较少，安装过程中经常会留下一些潜在缺陷，而且很难被发现。在这样的情况下，电网的安全性、稳定性均无法得到保证，想要进一步分析高压电缆接头击穿故障原因，就要从实际案例入手，对比分析接头情况、安装工艺等细节，深入剖析从而提出具体可行的故障处理、预防措施。
以某220kV高压电缆输变电工程为例，其采用的电缆为XLPE单铜芯电缆，线路长为8.61km，电缆导体截面为2500mm2，在竣工后借助绝缘电阻、交流耐压等常规交接试验进行测试，从测试结果拉来看，试验电压可升至为214.4kV，试验频率为39.4Hz。但绝缘测试中，10min左右时出现了绝缘击穿情况。经过确认后发现，7#接头C相发生绝缘击穿故障，在切除故障段以后，新敷设一段电缆、新安装2套接头驳接。再次进行检修后，通过相应的交流耐压试验。
2.220kV高压电缆接头击穿故障分析
为了进一步分析故障原因，将切除的故障段进行解剖，展开详细的检测。
第一，针对故障段的情况进行观察。根据所提供的数据可知，该电缆中采用的预制橡胶绝缘件质量较优，过往的运用情况良好。从切除的部分不难发现，除了击穿点之外的其他位置质量情况良好，没有较大的缺陷。但因为击穿点的无法参考，因而无法完全排除材料质量因素。在此基础上，进一步观察击穿点位置情况可以看出，电缆和预制件之间的击穿位置基本重合，且均存在明显的焦化现象。
根据有关工艺标准来看，电缆弯曲度应为600mm≤3mm，开线尺寸应为线芯72°-0.5mm，半导电断口372±1mm。此外，电缆要保证半导电过度良好，表面打磨情况良好。但针对该电缆进行检测的过程中发现，多处细节不符合工艺要求。而且电缆表面已经经过一定的处理，所以无法完全检测出具体的参数数值，因此需要借助多元化的检测方式，对相应的数据进行分析。
首先是弯曲度，借助钢尺测试击穿点和击穿点对侧位置，进而综合判断弯曲度情况。根据所得数据显示，两个位置的最低值分别为5mm，1mm。可以看出电缆弯曲问题非常严重，击穿点靠近电缆凹位。其次是开线尺寸，在测试这一数据时，需要分别测量击穿点侧、电缆两端之间半导电和绝缘端部的距离，前者的最低点和最高点分别为因此分别测量了最低点分别为295mm、305mm，后者的最低点和最高点分别为770mm和768mm。最后是打磨、处理情况不符合工艺要求，虽然半导电过渡良好，电缆表面打磨情况较优，但根据测试所得到的数据来看，断口尺寸高低点范围超过了±1mm。
除此之外，对附件的安装进行了检查，分别针对电缆附件尺寸、电缆两端搭接距离以及压接工艺进行了检查。根据实际数据显示，电缆附件额整体满足需求，但根据工艺标准来看，电缆两端搭接距离和压接工艺均不符合实际要求。工艺标准中，绝缘端搭接和非绝缘段搭接分别为46mm、41mm，无法满足工艺标准的50±5mm。另外，实际测量中绝缘件尺寸最近处和最远处分别为164mm和174mm，最远距离不满足163±3mm。
3.220kV高压电缆接头击穿故障分析
由上可知，造成220kV高压电缆接头击穿故障主要是因为施工材料、施工工艺不符合要求。从击穿点的位置来看，预制件在基础按位置上存在缺陷，可能存在起胶、溢胶、台阶、漏胶、气泡、杂质等故障。但因为基础按位置无法查看，所以查看了其他位置，但并没有发现同类缺陷，所以可以基本排除该原因。从上述的分析来看，电缆弯曲度等多方面指标不合格，直接影响到附件整体的可靠性，导致在实际运行过程中出现过热、局部放电量超标等情况，继而导致电容效应出现，还会引发电晕和火花腐蚀。因此，可以确认造成本次故障的核心关键在于施工过程中的操作不当，导致相应的工艺没有达到标准要求。这就需要施工人员在施工前对相应施工材料进行检查，确保所有的材料都满足标准。
以电缆弯曲度为例，如果弯曲度不在600mm≤3mm范围内，那么，可以借助加热的方式，来调整电缆弯曲度，消除机械应力，为后续的稳定施工奠定基础。如某施工人员加工电缆加热至80℃，并且维持6小时，然后自然冷却至室温，时间≥12h。另外，还要对电缆接头进行全面的质量分析，在实际施工过程中，展开有效的监督管理，最大程度避免故障发生。比如，可以在实际施工前，对电缆进行型式试验确认产品性能合格后再展开施工，如果发现产品性能存在问题，立即进行处理，避免直接应用于对电缆工程。从大连、陕西地区发生的220kV高压电缆接头击穿故障情况来看，在发生这一故障时很有可能引起其他通道电缆线路被烧毁，建议在多回高压电缆运行的电缆通道内，完善防火防爆措施，规避群伤问题的出现。比如，某施工团队在电缆接头内使用费可燃性填充胶，避免电缆内部出现火灾问题。另外，从国家层面针对电缆接头制作培训、取证、认证等管理模式进行落实，完善相应的管理制度体系，从根本上降低这一故障问题的发生概率，以此不仅可以引起有关人员的注意，也为监管人员提供了具体的参考指标，实现监管工程的全覆盖，保证国家高压电网的稳定运行。
总结：
综上所述，在造成高压电缆故障接头击穿故障的因素有很多，经过实际的案例分析、数据处理后，发现最主要的影响因素就是施工安装环节。因此，在实际施工过程中，必须要落实具体可行的施工工艺标准，保证操作工艺稳定有效高质的开展。同时还要加强对施工人员的监管，切实提高高压电缆接头质量，有效规避电缆故障问题。除此之外，还应尽快建立相应的安装标准，完善相应的监督管理，从源头上降低电缆接头故障发生率。
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