一起進口110kV 整體預制式電纜中間接頭故障分析及應對

陳騰彪 鄔 韜 萬文鋒 許 坤

（深圳供電局有限公司 廣東 深圳 518020）

0 引言

2009年1月25日，某運行中的110kV電纜線路發(fā)生B相接地故障，經(jīng)過對全線進行故障點查找，發(fā)現(xiàn)位于1#工井的中間絕緣接頭發(fā)生放電擊穿，隨即開展線路的搶修和故障分析工作。

1 線路概況

該電纜線路于2004年6月投產(chǎn)，總長度3917米，全線由2個交叉互聯(lián)單元構(gòu)成，電纜線路一側(cè)接站內(nèi)GIS，另一側(cè)接站內(nèi)戶外終端，故障接頭型號為YJJJI2-64/110-1×800，整體預制絕緣件材料為EPDM；全線采用管、溝敷設，中間接頭為進口產(chǎn)品。

2 故障分析

2.1 整體預制絕緣件結(jié)構(gòu)

整體預制絕緣件由兩側(cè)應力錐，中間內(nèi)嵌導體屏蔽、上述兩者間的絕緣部分以及外屏蔽構(gòu)成如圖1所示。

圖1 整體預制絕緣件結(jié)構(gòu)Fig.1 Integral prefabricated pieces of insulation structure

2.2 解剖

2.2.1 打開中間接頭的防水外殼及并去除防水膠；

2.2.2 將電纜鋁護套及接頭的銅尾管之間的封鉛去除，移去銅尾管，使接頭本體裸露，整體預制絕緣件的工廠編號為NF358，內(nèi)徑為 52mm；

2.2.3 在整體預制絕緣件的外表面中部發(fā)現(xiàn)有一個裂口，其距圓形半導電部分的長端邊緣約220mm；

2.2.4 在整體預制絕緣件上故障點的背面取兩點，作縱向切割，移去此小塊整體預制絕緣件，檢查發(fā)現(xiàn)其內(nèi)表面布滿放電腐蝕的白色粉團，在電纜表面相對應也分布電腐蝕的白色粉團；

2.2.5 將電纜從整體預制絕緣件中取出，可清晰的察看到內(nèi)嵌導體屏蔽擊穿處內(nèi)表面布滿放電腐蝕的白色粉團，電纜導體連接屏蔽罩表面同樣也布滿放電腐蝕的白色粉團；

2.2.6 以擊穿孔為中心將整體預制絕緣件縱向剖開，可觀察到擊穿通道，同時也清晰的觀察到整體預制絕緣件內(nèi)表面被多處放電腐蝕，且侵入導體屏蔽通向絕緣層的通道如圖2所示。

圖2 解剖組圖Fig.2 Autopsy photos

2.3 安裝數(shù)據(jù)查核復測

查閱安裝記錄表，有施工方、廠家現(xiàn)場技術指導雙方簽證，安裝記錄表中所記錄數(shù)據(jù)具有真實性和有效性。參照工藝圖紙，解剖過程復測各開剝尺寸，均與裝配圖上的尺寸一致，產(chǎn)品的應力控制部分的尺寸也無偏差，滿足安裝記錄表中各尺寸的管控要求。

2.4 原因分析

2.4.1 整體預制絕緣件中導體屏蔽處的等電場分布線及電場強度分布如圖3所示，從圖中可看出，本次擊穿處的位置處于電場強度平坦的均勻區(qū)，電場強度較高。

2.4.2 金屬屏蔽罩表面及內(nèi)嵌導體屏蔽內(nèi)表面相對應的布滿腐蝕白色粉團，說明在兩者界面存在長期的局部放電。

2.4.3 從擊穿孔縱切斷面看，可以看到除了“月牙形”擊穿通道外，兩側(cè)存在幾乎貫通內(nèi)嵌導體屏蔽不同深度白色放電凹痕通道，這此通道是由于長期運行中局部放電形成；

2.4.4 在內(nèi)嵌導體屏蔽至應力錐端部間的絕緣界面，以及與其對應的電纜表面也布滿放電腐蝕白色粉團，在絕緣界面部分表現(xiàn)為凹陷白坑，在電纜表面部分表現(xiàn)為凸起的白色粉團如圖1所示。

綜上分析，本次故障為電纜接頭在長期的運行中，整體預制絕緣件內(nèi)表面與電纜界面及導體連接管屏蔽罩表面存在大量界面局部放電，隨著時間的推移，局部放電由局部區(qū)域逐步擴展，從內(nèi)嵌導體屏蔽內(nèi)表面逐漸滲透直至穿透該屏蔽層，進而開始在絕緣部分繼續(xù)發(fā)展局部放電，直至最后形成貫穿性的導電通道即發(fā)生絕緣擊穿故障。

圖3 等電場分布線及電場強度分布Fig.3 And distribution of electric field line and the distribution of electric field strength

2.5 在線局部放電監(jiān)測

局部放電是絕緣劣化的征兆，在線監(jiān)測電纜線路的局放放電，可以有效的提前預知設備缺陷程度，為消缺提供了時間的保障，避免設備故障引起電網(wǎng)安全運行沖擊；針對在同一批次產(chǎn)品安裝質(zhì)量具有普遍性這一特點，對該批次的接頭進行在線局放監(jiān)測跟蹤，到目前為止，仍未監(jiān)測到一定量的局放信號。

3 結(jié)論及應對

3.1 結(jié)論

本次故障由于整體預制絕緣件內(nèi)表面與導體連接屏蔽罩及電纜界面間存在局部放電，經(jīng)長期運行由局部放電發(fā)展成貫穿性導電通道造成擊穿。

3.2 應對

3.2.1 開展線路的在線局部放電測試，提前發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷征兆并及時處理，避免事故發(fā)生影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

3.2.2 探索利用2Uo竣工耐壓試驗的有利條件，同步開展局部放電測試，可實現(xiàn)比在線局放更早地發(fā)現(xiàn)設備存在內(nèi)部放電缺陷。