高壓電纜中間接頭故障原因及對策分析

國網(wǎng)青島市黃島區(qū)供電公司 柳敘賢

高壓電纜是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其運行狀態(tài)直接影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。而高壓電纜中間接頭作為電纜連接的關(guān)鍵部位，其對電纜線路的正常運行具有重要意義。然而，高壓電纜中間接頭在實際運行中易出現(xiàn)各種故障，如漏氣、漏油、過熱等，這些故障不僅會導致電纜線路的停運，嚴重時還會引起電力事故[1]。高壓電纜中間接頭的故障可能導致電力系統(tǒng)中斷，影響其穩(wěn)定性和可靠性，進而對供電區(qū)域用戶造成影響，導致重大的生產(chǎn)和生活損失。此類故障還可能引起電壓波動和過電流，損害變壓器和電動機等設備，增加維修成本，并對生產(chǎn)設備造成嚴重損害。

1 高壓電纜結(jié)構(gòu)及中間接頭概述

1.1 高壓電纜結(jié)構(gòu)

高壓電纜通常由導體、絕緣層、金屬護套、保護層等部分組成。其中，導體是傳輸電流的主要元件，一般由銅、鋁等導電材料制成。絕緣層是保護導體免受外界干擾和防止短路的重要元件[2]，一般由聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯等材料制成。金屬護套主要用于保護電纜免受機械損傷和電磁干擾，一般由鉛、鋁等金屬材料制成。保護層是用于保護電纜免受環(huán)境影響和外部損傷的外部保護層，一般由塑料、橡膠等材料制成。

1.2 高壓電纜中間接頭

高壓電纜中間接頭是將兩根高壓電纜連接在一起的重要元件，通常由導體連接管、絕緣層、金屬護套、密封材料等部分組成。其中，導體連接管主要用于連接兩根電纜的導體，一般由銅、鋁等導電材料制成。絕緣層是用于保護導體連接管免受外界干擾和防止短路的重要元件，一般由聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯等材料制成。金屬護套主要用于保護電纜免受機械損傷和電磁干擾，一般由鉛、鋁等金屬材料制成[3]。密封材料主要用于保護中間接頭免受水分、氣體的侵入，保證電性能的穩(wěn)定性和可靠性。在高壓電纜中間接頭中，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和用途的不同，可以分為以下幾種類型。

1.2.1 繞接式中間接頭

繞接式中間接頭是采用繞接技術(shù)將兩根電纜的導體連接在一起的一種接頭。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、成本低，但制作工藝要求較高，需要保證繞接部分的導電性能和機械強度。

1.2.2 壓接式中間接頭

壓接式中間接頭是采用壓接技術(shù)將兩根電纜的導體連接在一起的一種接頭。其優(yōu)點是連接可靠、電性能好，但制作工藝要求較高，需要保證壓接部分的導電性能和機械強度。

1.2.3 熱縮式中間接頭

熱縮式中間接頭是采用熱縮材料將兩根電纜的導體連接在一起的一種接頭。其優(yōu)點是連接可靠、電性能好、密封性好，但制作工藝要求較高，需要控制熱縮過程中的溫度和壓力。

1.2.4 澆注式中間接頭

澆注式中間接頭是采用澆注技術(shù)將兩根電纜的導體連接在一起的一種接頭。其優(yōu)點是連接可靠、電性能好、密封性好，但制作工藝要求較高，需要控制澆注過程中的溫度和壓力。

2 高壓電纜中間接頭故障原因分析

2.1 設計和制作問題

高壓電纜中間接頭的設計和制作過程中，由于設計不合理、制作工藝不當?shù)瓤赡軐е陆宇^在制作過程中存在缺陷和隱患，如導體連接不緊密、絕緣層厚度不均等，進而引起故障。

2.2 運行環(huán)境影響

高壓電纜中間接頭在運行過程中，受到環(huán)境因素的影響，如溫度、濕度、化學腐蝕等，可能導致接頭處的材料性能發(fā)生變化，如絕緣層老化、金屬護套腐蝕等，進而引起故障。

2.3 過載操作

高壓電纜在過載情況下運行，由于電流過大，產(chǎn)生大量的熱量，可能導致接頭處的材料進一步老化和性能下降，進而引起故障。

2.4 安裝和維護問題

高壓電纜中間接頭的安裝和維護過程中，由于安裝不當、維護不及時等因素可能導致接頭在使用過程中受到外力損傷、振動、松動等情況，進而引起故障。

2.5 絕緣擊穿

高壓電纜中間接頭處的絕緣層在受到過電壓、絕緣老化、材料缺陷等影響時，可能導致絕緣擊穿，引起短路故障。

2.6 電纜頭接地問題

高壓電纜中間接頭處的金屬護套和導體連接管在接地過程中，由于接地不良或未正確接地等可能導致接地電阻過大或出現(xiàn)懸浮電位等問題，進而引起故障。

2.7 老化問題

高壓電纜中間接頭處的材料在長時間使用后，由于高溫、氧化等的影響，可能導致材料逐漸老化、變硬、龜裂等現(xiàn)象，進而引起故障。

3 高壓電纜中間接頭故障對策分析

3.1 優(yōu)化設計和制作工藝

在高壓電纜中間接頭的設計和制作過程中，需要優(yōu)化設計和制作工藝，確保接頭結(jié)構(gòu)合理、材料質(zhì)量可靠、制作工藝規(guī)范，例如采用先進的繞接、壓接、熱縮等技術(shù)，保證接頭連接可靠、電性能穩(wěn)定[4]。

3.2 加強運行環(huán)境監(jiān)測和維護

在高壓電纜中間接頭運行過程中，需要加強環(huán)境監(jiān)測和維護，定期檢查接頭的溫度、濕度、腐蝕情況等，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在的故障隱患。同時，建立完善維護保養(yǎng)制度，定期進行中間接頭的維護和保養(yǎng)工作。

3.3 規(guī)范操作和過載保護

在高壓電纜操作過程中，需要遵守相應的操作規(guī)程，避免操作不當導致接頭故障。同時，為電纜設置合適的保護裝置，防止過載電流對中間接頭造成損壞。

3.4 提高安裝質(zhì)量和技術(shù)水平

在高壓電纜中間接頭安裝過程中，需要提高安裝質(zhì)量和技術(shù)水平，確保安裝位置正確、連接緊固、密封良好[5]。

3.5 加強絕緣保護和絕緣材料研究

在高壓電纜中間接頭處，加強絕緣保護，如采用高性能的絕緣材料、增加絕緣保護層等措施，提高接頭的絕緣性能。同時，加強絕緣材料的研究和開發(fā)，提高材料的耐高溫、抗氧化等性能，降低絕緣故障的風險。

3.6 確保正確接地和降低接地電阻

在高壓電纜中間接頭處的金屬護套和導體連接管接地過程中，確保正確的接地方式和接地電阻，避免接地不良導致故障。

3.7 建立定期檢測和故障處理機制

建立定期檢測和故障處理機制，對高壓電纜中間接頭進行定期的電性能、機械性能等檢測，及時發(fā)現(xiàn)并處理存在的故障問題。

3.8 應用智能監(jiān)測技術(shù)

引入智能監(jiān)測技術(shù)，如傳感器、監(jiān)測系統(tǒng)等，實現(xiàn)對高壓電纜中間接頭的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集[6]，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況并發(fā)出報警信號，有助于快速定位和處理故障問題。

3.9 強化安全管理措施

加強高壓電纜的安全管理措施，制定應急預案和防范措施，增強相關(guān)人員的安全意識和應急處理能力。在發(fā)生故障時能夠迅速響應并采取有效措施，確保人員安全和電力供應的穩(wěn)定性。

3.10 推廣先進技術(shù)和經(jīng)驗

在行業(yè)內(nèi)推廣先進的中間接頭制造技術(shù)和維護經(jīng)驗，促進高壓電纜中間接頭技術(shù)的不斷提升和發(fā)展。通過加強技術(shù)交流和培訓[7]，提高相關(guān)人員的技能水平，為故障預防和處理提供更加有效的支持和保障。

4 案例分析

某城市電力系統(tǒng)發(fā)生了一起高壓電纜中間接頭故障，導致城市中心區(qū)域停電。搶修人員對故障進行了檢查和分析，具體情況如下。

4.1 故障現(xiàn)象

搶修人員到達現(xiàn)場后，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的高壓電纜中間接頭處有煙霧冒出，同時電纜井內(nèi)也存在明顯的燒焦氣味。

4.2 故障原因

通過對故障現(xiàn)場的進一步檢查，發(fā)現(xiàn)高壓電纜中間接頭處的導體連接不良是導致故障的主要原因。具體來說，由于導體連接處的緊固螺絲松動，使導體接觸電阻增加，長時間運行導致該處發(fā)熱嚴重，最終引起了絕緣燒毀和煙霧冒出現(xiàn)象。

4.3 故障影響

由于故障發(fā)生在城市中心區(qū)域，停電對周圍居民和企事業(yè)單位的生產(chǎn)生活造成了較大影響。電力部門啟動了應急預案，調(diào)集了搶修人員和設備進行修復。

4.4 搶修過程

在明確了故障原因后，搶修人員立即采取了相應的處理措施。對高壓電纜中間接頭處的導體進行了重新連接處理，確保導體接觸電阻符合要求。

4.5 修復效果

經(jīng)過搶修人員緊張地修復，該高壓電纜中間接頭故障得到了成功修復，電力供應逐漸恢復。在修復過程中，電力部門還加強了對周圍區(qū)域的監(jiān)控和安全措施，確保修復過程中沒有發(fā)生新的故障和安全事故。

4.6 預防措施

目前高壓電纜附件中間接頭運行中出現(xiàn)了漏油、炸頭事故，保證線路安全、穩(wěn)定運行，對高壓電纜附件接頭進行一對一更換，消除安全隱患。“一換一”方案：將原電纜線路中的中間接頭、戶外終端進行拆除并重新在原位置安裝新接頭進行替換，不增加電纜或更換電纜?？紤]到原線路中的電纜長度沒有預留，且存在電纜無法拖動和提升的情況，因此考慮采用 “一換一”的方案。在拆除具有安全隱患的中間接頭和套管終端時，需盡可能保證原電纜的完整性，并在此基礎上使用常規(guī)110kV 整體預制式中間接頭，對原中間接頭采取“一換一”方案。

通過這個案例可以看出，高壓電纜中間接頭故障對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要影響。為了預防和減少這類故障的發(fā)生，電力部門應加強對高壓電纜中間接頭的定期檢查和維護工作，提高設備運行的安全性和可靠性。

5 結(jié)語

本文深入分析了高壓電纜中間接頭的故障原因及應對措施。明確指出，中間接頭的正常運行對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要。故障受多種內(nèi)外因素影響，需全面考量。通過加強設備維護、提高施工質(zhì)量、優(yōu)化環(huán)境管理、選用適宜材料及改進安裝方法，可有效降低故障風險。為有效預防和解決故障，建議從以下幾方面著手：一是增強設備巡查和檢測，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題；二是嚴格控制施工和材料質(zhì)量，確保各環(huán)節(jié)達標；三是深入研究并應用新技術(shù)、新材料，提升設備性能和可靠性。通過這些措施，可顯著降低中間接頭故障率，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。