高壓電纜冷縮頭制作故障及控制措施

韓榮俊

摘 要：電纜頭制作是保證電力電纜長期安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過介紹某局2次10 kV冷縮電纜頭事故，分析了冷縮電纜頭故障發(fā)生的原因，詳細(xì)闡述了其工藝制作過程，并指出制作工藝方面存在的問題，采取了相應(yīng)的控制措施，以保證電纜頭的制作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：冷縮電纜頭；工藝制作；纏填充膠；控制措施

中圖分類號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.144

在電力系統(tǒng)中，電纜以其施工維護(hù)方便、供電可靠性高等特點(diǎn)，在配電線路中得到了廣泛的應(yīng)用。而冷縮電纜頭具有體積小、操作方便、無需專用工具、適用范圍寬和產(chǎn)品規(guī)格少等特點(diǎn)，因而得到了越來越廣泛的普及與應(yīng)用。然而，與電纜本體相比，電纜頭是薄弱環(huán)節(jié)，其故障約占電纜線路故障率的95%，因此，10 kV冷縮電纜頭制作就顯得尤為重要。本文通過結(jié)合實(shí)例，分析工藝制作故障的原因，對(duì)10 kV冷縮電纜頭制作工藝進(jìn)行詳細(xì)介紹，并從中吸取教訓(xùn)，采取有效措施，提高施工質(zhì)量。

1 某局冷縮電纜頭使用情況介紹

從2008年以來，隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，架空線路的供電可靠率已不能滿足供電需求。某局城網(wǎng)10%線路進(jìn)行了入地改造，受電纜施工技術(shù)及一次投入成本的制約，采用熱縮電纜頭。運(yùn)行一年時(shí)間，時(shí)常會(huì)因熱縮材料與電纜本體之間存在間隙產(chǎn)生閃絡(luò)放電，引起線路跳閘，供電可靠率與架空線路持平，電纜線路供電可靠性高的優(yōu)勢(shì)并未凸顯。隨著新技術(shù)的推廣應(yīng)用，冷縮電纜頭的施工與運(yùn)行優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯出來，在電纜入地過程中被廣泛使用。現(xiàn)某局10 kV主干線路電纜全部使用冷縮工藝，預(yù)期運(yùn)行年限能達(dá)到20年以上。這在極大程度上降低了電纜線路的二次投人。運(yùn)行過程中，中壓線路跳閘、大面積停電事故大大減少，同比下降80%.但在近兩年的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)過2次冷縮頭事故，有必要對(duì)冷縮頭事故進(jìn)行分析，查出原因，從中吸取教訓(xùn)，采取有效措施，提高施工質(zhì)量，避免事故重復(fù)發(fā)生?，F(xiàn)對(duì)比較典型的一起高壓冷縮頭事故進(jìn)行分析。

2 故障原因分析

在冷縮電纜頭的制作工藝過程中，要對(duì)電纜的銅屏蔽層、半導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層以及芯線進(jìn)行剝切，在電纜芯線和屏蔽層的切斷處，會(huì)出現(xiàn)電應(yīng)力集中現(xiàn)象，形成畸變電場(chǎng)。該處電場(chǎng)強(qiáng)度最大，是整個(gè)接頭最薄弱的環(huán)節(jié)。而且施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差，不可避免地會(huì)侵人水分、氣體、灰塵等雜質(zhì)，引起固體絕緣介質(zhì)沿面放電。此外，制作工藝、敷設(shè)環(huán)境及外力破壞都有可能造成冷縮頭絕緣擊穿。

2.1 制作工藝方面存在的問題

制作工藝方面主要存在以下問題：①半導(dǎo)體屏蔽剝切尺寸不合適，銅屏蔽恢復(fù)不到位，造成電纜帶電時(shí)三相短路故障。②電纜半導(dǎo)體屏蔽層剝切后未清理干凈，半導(dǎo)體會(huì)包繞在主絕緣上，在電纜充電時(shí)產(chǎn)生閃絡(luò)放電。③剝切電纜半導(dǎo)體屏蔽層時(shí)，刀痕過深，在主絕緣層表面留下傷痕，產(chǎn)生氣隙。④電纜線芯壓接時(shí)，壓接管壓坑變形有尖端、棱角，造成局部電荷集中，電場(chǎng)突變，產(chǎn)生尖端放電。⑤冷縮頭硅膠套管是預(yù)制成型的附件，必須與電纜截面匹配。如果附件與電纜截面不匹配，會(huì)造成收縮不緊，不能保證接觸面壓強(qiáng)，導(dǎo)致雜質(zhì)、水氣侵入間隙，降低絕緣性能。

2.2 敷設(shè)環(huán)境及外力破壞

敷設(shè)環(huán)境及外力破壞主要體現(xiàn)在以下2方面：①施工工地為露天環(huán)境，灰塵濃度大，且時(shí)值毛雨季節(jié)，空氣濕度大；②電纜敷設(shè)過程中，多次吊掛、起落。

此處電纜頭曾進(jìn)行二次截?cái)?，截?cái)嗪笪粗匦聦?duì)各層長度進(jìn)行處理，造成半導(dǎo)體屏蔽剝切不到位，包繞在主絕緣上，加之潮濕的制作環(huán)境，重復(fù)的搬遷和移動(dòng)，造成事故的發(fā)生。

3 工藝原理

高壓電纜冷縮頭制作工藝原理是：利用冷縮管的收縮性，使冷縮管與電纜完全緊貼，同時(shí)利用半導(dǎo)體自黏帶密封端口，使電纜頭具有良好的絕緣和防水防潮效果。

4 適用范圍

該工藝適用于10～35 kV三芯電纜端頭的制作。

5 制作步驟

制作冷縮電纜頭的步驟分為9步，如下：剝外護(hù)套、鋼鎧和內(nèi)襯層，固定鋼鎧地線，纏填充膠，固定銅屏蔽地線，固定冷縮指套、冷縮管，端子壓接，固定冷縮終端，密封端口，測(cè)試。

5.1 剝外護(hù)套、鋼鎧和內(nèi)襯層

將電纜校直，擦拭干凈，剝?nèi)陌惭b位置到接線端子的外護(hù)套，留30 mm鋼錯(cuò)、10 mm內(nèi)襯套，用PVC帶或扎絲纏繞鋼鎧，防止松散。銅屏蔽端頭用PVC帶纏緊，防止松散和劃傷冷縮管。

5.2 固定鋼鎧地線

將三角墊錐用力塞入電纜分岔處，除去鋼鎧上的油漆、鐵銹，用恒力彈簧將鋼鎧地線固定在鋼鎧上。地線預(yù)留10～20 mm，恒力彈簧纏繞一圈后，把預(yù)留部分反折，再用恒力彈簧纏繞。

5.3 纏填充膠

自斷口以下50 mm至整個(gè)恒力彈簧、鋼鎧及內(nèi)護(hù)層，用填充膠纏繞2層，三岔口處纏繞3層，保證冷縮指套飽滿充實(shí)。

5.4 固定銅屏蔽地線

將一段分成3股的地線分別用3個(gè)小恒力彈簧固定在三相銅屏蔽上，將鋼鎧地線與銅屏蔽地線分開，不要短接。

5.5 固定冷縮指套、冷縮管

在填充膠及小恒力彈簧外纏一層黑色自黏帶，使冷縮指套內(nèi)的塑料條易于抽出。將指端的3個(gè)小支撐管略微拽出至從里看和指根對(duì)齊，再將指套套入并盡量下壓，逆時(shí)針將塑料條抽出。清潔屏蔽層，在指套端頭往上100 mm之內(nèi)纏繞PVC帶，將冷縮管套至套根部，逆時(shí)針抽出塑料條。抽塑料條時(shí)，用手扶著冷縮管末端，定位后松開，根據(jù)冷縮管端頭到接線端子的距離切除或加長冷縮管或切除多余的線芯。

5.6 端子壓接

在距冷縮管15 mm處剝?nèi)ャ~屏蔽層，距銅屏蔽層15 mm處剝?nèi)ネ獍雽?dǎo)體屏蔽層，按接線端子的深度切除各相絕緣層。將外半導(dǎo)體及絕緣體末端進(jìn)行倒角，按原相色纏繞相角條，將端子插上并壓接，按照冷縮終端的長度繞安裝限位線。用砂紙打磨絕緣層表面，使其光滑無刀痕，無半導(dǎo)體殘留點(diǎn)，并用清潔紙清潔。清潔時(shí)，要從端頭擦至外半導(dǎo)層。在銅屏蔽上繞半導(dǎo)電帶，與冷縮管纏平。

5.7 固定冷縮終端

固定冷縮終端時(shí)，首先要銼除壓接毛刺、棱角，并清潔干凈，用填充膠將端子壓接部位的間隙和壓痕纏平。將冷縮管終端套入電纜芯并與限位線對(duì)齊，輕輕拉動(dòng)支撐條，使冷縮管收縮。在收縮時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)終端與限位線錯(cuò)位，可用手糾正。

5.8 密封端口

收縮后，在各相冷縮管和冷縮指套的端口處包繞半導(dǎo)體自黏帶。這樣，既能使冷縮管外半導(dǎo)體層與電纜外半導(dǎo)體屏蔽層良好接觸，又能起到軸向防水防潮的作用。包繞自黏帶是電纜冷縮頭防潮密封的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要以半重疊法從接頭一端起向另一端包繞，然后再反向包繞至起始端。每層包繞后，應(yīng)用雙手依次緊握，使之更好地黏合。包繞時(shí)，拉力應(yīng)適當(dāng)，做到包繞緊密無縫隙。

5.9 測(cè)試

對(duì)已經(jīng)制作完成的冷縮電纜頭要進(jìn)行交接試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目有直流耐壓試驗(yàn)和泄漏電流測(cè)試。

直流耐壓試驗(yàn)要將試驗(yàn)電壓加至37 kV，耐壓5 min，耐壓時(shí)間達(dá)到后，以2～3 kV/s的速度緩慢降低試驗(yàn)電壓。關(guān)閉試驗(yàn)儀器，對(duì)電纜放電。放電時(shí)，要先經(jīng)高阻放電，再經(jīng)多股軟銅線放電，確保放電完全。

泄漏電流測(cè)試的是耐壓為9 kV、18 kV、27 kV、37 kV時(shí)的泄漏電流值。當(dāng)這4項(xiàng)值的不平衡系數(shù)不大于2.5時(shí)，電纜為合格。試驗(yàn)完畢后對(duì)電纜放電。

6 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及控制措施

為防止類似事件的再次發(fā)生，本文汲取事故教訓(xùn)，總結(jié)出以下5點(diǎn)控制措施：①加大電纜頭制作人員在冷縮頭施工工藝方面的培訓(xùn)力度，提高其理論及業(yè)務(wù)水平；②電纜頭制作過程中，嚴(yán)格按照工藝規(guī)程規(guī)定，做到尺寸合適、力度到位、過渡平滑，防止突變電場(chǎng)的產(chǎn)生；③在電纜的儲(chǔ)存、制作過程中，要用防水油布防護(hù)，做好防潮、防塵措施，降低因雜質(zhì)、受潮等原因造成的閃絡(luò)放電；④對(duì)于有中間頭的電纜，在搬遷、移動(dòng)時(shí)，要做好對(duì)電纜中間頭的保護(hù)，避免其受到外力，影響絕緣；⑤加強(qiáng)對(duì)施工工程的中間驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程隱蔽缺陷，將事故控制在源頭。

7 結(jié)束語

總之，10 kV冷縮電纜頭制作工藝直接影響到10 kV電纜的安全、可靠運(yùn)行。在制作冷縮電纜頭時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照工藝流程以及遵守工藝標(biāo)準(zhǔn)，還要特別注意保持清潔，降低侵入雜質(zhì)、水分、氣體、灰塵等可能性影響。加強(qiáng)對(duì)冷縮電纜頭制作過程中的驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并予以解決，進(jìn)而減少因電纜頭制作質(zhì)量問題而引發(fā)的故障。

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〔編輯：劉曉芳〕