35kV电缆接头击穿故障分析及处理

35kV电缆接头击穿故障分析及处理摘要：电缆以其受自然环境限制少、占地少、对市容影响小、可靠性高等优点，在城市电网中得到越来越广泛的应用。其中，交联聚乙烯(XLPE)电缆安装敷设方便，接头制作简单，不存在漏油引发火灾的隐患，因此受到城市电网的青睐。关键词：35kV电缆接头；击穿故障；原因；防范措施电力行业一直是人们关注的重点行业，特别是在经济快速发展的今天，生产生活活动均需大量的电力供应。电力需求的持续增长要求电力供应稳定、持续，这是社会对电力企业的新要求。电缆在电力系统中的应用，逐渐取代以往的架空线路，能最大限度地提高供电的稳定性。由此可见，电缆设备直接关系到供电的可靠性。基于此，本文重点论述了35kV电缆接头击穿故障原因及其防范措施。一、 电缆接头概述电缆接头又称电缆头。电缆铺设好后，为了使其成为一个连续的线路，各段线必须连接为一个整体，这些连接点就称为电缆接头。电缆线路中间部位的电缆接头称为中间接头，而线路两末端的电缆接头称为终端头。电缆接头是用来锁紧和固定进出线，起到防水防尘防震动的作用。其主要作用是使线路通畅，使电缆保持密封，并保证电缆接头处的绝缘等级，使其安全可靠地运行。若密封不良，不仅会漏油，造成油浸纸干枯，而且潮气也会侵入电缆内部，使之绝缘性能下降。二、 电缆常见故障1、 外部损伤。例如：电缆敷设安装不合格的施工，容易造成机械损伤，在民用建设也容易在电缆损坏等作业的地下电缆。有时若损伤不严重，要几个月甚至几年可能会导致损伤部位彻底击穿故障，有时会严重损害可能发生短路故障，直接影响到安全生产的电气单元。2、 绝缘受潮。例如：电缆接头制作不合格和在潮湿的气候关节，会使水或水蒸汽在电场作用下长时间地层水树混合，绝缘强度逐渐造成的损坏的电缆故障。3、化学腐蚀。在酸-碱相互作用区域，由于长期遭受化学或电化学腐蚀的由铠装电缆，导线或腐蚀保护层，外保护层往往引起，导致保护层绝缘不良，导致电缆故障。4、 长期超负荷运行。超负荷运行，由于电流、负载电流通过电缆的热效应将不可避免地导致在导体加热，同时，集肤效应和电荷的涡流损耗，介质损耗的钢装甲也可产生额外热量，从而使电缆升温。5、 电缆接头故障。电缆接头是其故障频繁的最薄弱环节。建筑工人在电缆接头制造中，若压接不紧，加热不充分，导致电缆头绝缘降低，从而造成事故。三、35kV电缆接头击穿故障查找处理35kV系统采用消弧线圈接地，电缆线路接地时，不跳闸，可持续运行2h。主变电站至污水处理厂变电所的2号变电器线路为全电缆线路，全长1600m，型号：ZRC-YJV-26/35kV3X185。该馈出有冷缩接头一处，电缆穿桥架至变压器，不进行埋地敷设，电缆桥架上不进行作业。可排除土方施工中因外力破坏引起的接地故障。故障动作后，检查变压器、断路器绝缘正常，排除变压器、断路器内部接地故障。在送电前，电缆刚刚通过谐振耐压试验，谐振耐压试验电压1.6U。，耐压时间5min，频率36Hz。电缆A、B两相耐压过程无异常。当电缆C相耐压至4min时，串联谐振控制箱自动报“低压过流故障”，并停止耐压。测试仪测得的电缆C相绝缘为58GQ。怀疑串联谐振控制箱内部故障，再次进行C相电缆谐振耐压试验。当电压升至10kV时，控制箱内不断听到继电器动作的声音，并再次报“低压过流故障”，耐压自动停止。测试人员询问串联谐振设备制造商，制造商解释说控制箱中的继电器有故障。再次测量电缆C相绝缘，即66GQ。此时，污水处理厂变电所接到通知，立即向2号变压器送电。值班员根据电缆绝缘数据及厂家说明，判断电缆无故障，申请主变电站送电操作。送电后，电缆C相发生接地故障。故障发生后，测试人员利用串联谐振设备进行了其他35kV电缆耐压试验，控制箱内无继电器动作及低压过流故障。由此可见，串联谐振设备无异常，继电器动作和低压过流故障应是电缆高电阻接地时，持续放电引起。变压器停电检修一天，电缆在停电前运行正常，因此判断电缆绝缘性能在耐压前已大幅降低，但并未有放电现象。在第一次试验中，C相电缆在耐压4min后放电，电缆绝缘彻底击穿。在第二次试验中，电缆在10kV下放电，由于绝缘电阻测试仪电压过低，未能发现电缆故障。经分析，该电缆故障点更可能位于接头处。电气人员检查了电缆，确定故障点在接头处。在对故障接头解体前，测量电缆C相绝缘为1.9kQ，A.B相绝缘良好。解体故障接头的过程为：1、 故障接头表面有明显的烧穿孔洞，依次去除外护套、钢铠、内护套、铜网、冷缩管。发现接头内部碳化严重，C相主绝缘上有明显烧蚀点，该点应是接地故障点。2、 将C相电缆绝缘附件剖开，可见故障点在电缆主绝缘切断面附近。解体未发生故障的A、B相绝缘附件，发现电缆绝缘切断面未按工艺要求进行倒角处理。3、 检查发现三相冷缩管与中心线的相对位置严重偏离。4、 检查其他两相发现，半导体和主绝缘表面的硅脂干涸或涂抹不均。电缆C相主绝缘切断面处是故障放电的起始点，正常运行时，电缆的电场应力高度集中，在谐振耐压试验中，试验电压为运行电压的1.6倍，电场应力急剧上升，直至发生放电故障。接头表面的烧穿孔洞是第一次谐振耐压试验放电贯穿造成的，此时内部绝缘层已损坏，通过第二次谐振耐压试验送电时，接头内部不断向钢铠或铜网放电，致使内部严重碳化。四、35kV电缆接头击穿故障原因1、电缆的压接管应位于冷缩管中间，使两侧应力锥达到主绝缘表面电场均匀的目的。故障电缆三相压接管与冷缩管中心线相对位置偏差严重，导致应力锥与半导体一侧搭接过多，另一侧搭接过少，致使两侧局部电场应力不均匀度增大，而应力锥起不到均匀电场的作用。2、 电缆主绝缘未按要求倒角处理，切截面近90°垂直，造成与绝缘附件间易形成气隙，半导体层不能平滑过度，使电缆切断面处电场集中，造成电应力集中。另外，切断面较锋利，易割伤、划伤绝缘附件，造成绝缘缺陷。3、 在中间接头内侧、绝缘层和半导体层上均匀涂抹一层硅脂，对冷缩管的安装起到润滑作用，填充内部不平整部分留下的气隙，有效改善电场分布。如果硅脂涂抹不均或漏涂，电缆运行一段时间后，主绝缘与冷缩管间易形成气隙，局部电场会发生畸变。此次电缆故障暴露出隐患，由于电缆未加负荷，未影响工厂生产。如果不及时发现，隐藏的缺陷对安全生产构成较大威胁，虽然表面正常运行，但内部局部放电一刻也未停止。五、35kV电缆接头击穿故障的防范措施1、 造成这一故障的主要原因是电缆接头制作工艺不规范，需加强对电缆从业人员的监督培训，要求电缆接头或终端制作必须由具有相关资质的人员进行，制作过程应严格按制造厂技术说明书要求进行，不得缺项或不按步骤进行制作。2、 电缆接头或终端制作时，应建立健全电缆线路档案资料，保存制作中关键部位的照片，验收时一并提交检查，防止遗留隐藏缺陷。3、 满足条件后，在电缆交接试验中增加局部放电检测，提前发现因制造工艺不规范造成的电缆本体或接头缺陷。4、在今后的预防性试验管理中，应根据电缆运行状况，定期进行谐振交流耐压试验。合理配置电抗器和电容器，输