電纜終端是電纜線路中的關(guān)鍵部位，也是整條線路中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，是電纜運(yùn)行故障的多發(fā)點(diǎn)。本文分析了電纜終端故障的原因，通過故障設(shè)備的解剖與現(xiàn)場分析，就如何預(yù)防電纜終端故障提出了對策。
交聯(lián)聚乙烯電纜以其施工工藝簡單，制造便捷，運(yùn)行穩(wěn)定得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著時間的推移，交聯(lián)聚乙烯電纜在運(yùn)行中也出現(xiàn)了許多問題，而戶外電纜終端在電纜故障中占有相當(dāng)大的比例。電纜終端是安裝在電纜線路末端，具有一定絕緣和密封性能，用以將電纜和其他電氣設(shè)備相連接的電纜附件。早期的戶外電纜終端多以瓷套型為主。運(yùn)行中的戶外電纜終端常見故障主要有：機(jī)械損傷、絕緣受潮、絕緣老化、過電壓、過熱等。
1、故障例證分析
2012年1月，我市平中大街分接箱10kV線路交聯(lián)電纜分支電纜終端頭在運(yùn)行中分接箱質(zhì)量問題。該電纜是由環(huán)網(wǎng)柜分支電纜頭至分接箱電纜頭，長度越160m，電纜型號YJLV22-3×120mm2 10kV交聯(lián)聚乙烯鉛護(hù)套電纜，2007年投入運(yùn)行，事故前無異常情況。事故時附近人員聽到一聲巨響，周圍可見燒黑的碳質(zhì)，故障相（B相）電纜終端頭僅剩上下金屬固定部分，其他兩相電纜終端無異常。
1.1交聯(lián)電纜接頭故障原因分析
由于電纜附件種類、形式、規(guī)格較多;質(zhì)量參差不齊;施工人員技術(shù)水平高低不等;電纜接頭運(yùn)行方式和條件各異,致使交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障的原因各不相同。由于交聯(lián)電纜與油紙電纜的介質(zhì)不同,接頭發(fā)生故障的原因有很大的差異,油紙電纜接頭發(fā)生故障主要是絕緣影響,而交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障主要是導(dǎo)體連接。交聯(lián)電纜允許運(yùn)行溫度高,對電纜接頭就提出了更高的要求,使接頭發(fā)熱問題就顯得更為突出。接觸電阻過大、溫升加快、發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚,又使接觸電阻更大,溫升更快。如此惡性循環(huán),使接頭的絕緣層破壞,形成相間短路,引起爆炸燒毀。造成接觸電阻增大的原因有以下幾點(diǎn)。
1.1.1工藝不佳。主要是指電纜接頭施工人員在導(dǎo)體連接前后的施工工藝。連接金具接觸面處理不佳。無論是接線端子或連接管,由于生產(chǎn)或保管的條件影響,管體內(nèi)壁常有雜質(zhì)、毛刺和氧化層存在,這是不為人們重視的缺陷,但對導(dǎo)體連接質(zhì)量的影響,頗為嚴(yán)重。特別是鋁表面極易生成一層堅(jiān)硬而又絕緣的氧化鋁薄膜,使鋁導(dǎo)體的連接要比銅導(dǎo)體的連接增加不少麻煩,工藝技術(shù)的嚴(yán)格性也要高得多。運(yùn)行證明當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔,在接頭溫度升高時,所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄,接觸電阻就愈小。
1.1.2導(dǎo)體損傷。交聯(lián)絕緣層強(qiáng)度較大剝切困難,環(huán)切時施工人員用電工刀左劃右切,有時干脆用鋼鋸環(huán)切深痕,往往掌握不好而使導(dǎo)線損傷。剝切完畢雖然不很嚴(yán)重,但在線芯彎曲和壓接蠕動時,會造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂,壓接完畢不易發(fā)現(xiàn),因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。
1.1.3導(dǎo)體連接時線芯不到位。導(dǎo)體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm,但因產(chǎn)品孔深不標(biāo)準(zhǔn),易造成剝切長度不夠,或因壓接時串位使導(dǎo)線端部形成空隙,僅靠金具壁厚導(dǎo)通,致使接觸電阻增大,發(fā)熱量增加。
1.1.4壓力不夠。現(xiàn)今有關(guān)資料在制作接頭工藝及標(biāo)準(zhǔn)圖中只提到電纜連接時每端的壓坑數(shù)量,而沒有詳述壓接面積和壓接深度。造成導(dǎo)體連接壓力不夠有的主要原因壓接機(jī)具壓力不足、連接金具空隙大、假冒偽劣產(chǎn)品質(zhì)量差。
1.1.5截面不足：將交聯(lián)電纜連接金具截面不足將是交聯(lián)電纜接頭發(fā)熱嚴(yán)重的一個重要原因。
1.1.6散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭,不僅繞包絕緣較電纜交聯(lián)絕緣層為厚,而且外殼內(nèi)還注有混合物,就是最小型式的熱縮接頭,其絕緣和保護(hù)層還比電纜本體增加一倍多。當(dāng)電纜滿負(fù)荷時,電纜芯線溫度達(dá)到90℃,接頭溫度會達(dá)140℃左右,當(dāng)溫度再升高時,接頭處的氧化膜加厚,接觸電阻隨之加大,在一定通電時間的作用下,接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物,導(dǎo)致故障發(fā)生。綜上所述增加連接金具接點(diǎn)的壓力、降低運(yùn)行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進(jìn)連接金具的結(jié)構(gòu)尺寸、選用優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的附件、嚴(yán)格施工工藝是降低接觸電阻的幾個關(guān)鍵因素。
1.2 提高交聯(lián)電纜接頭質(zhì)量的對策
由于交聯(lián)電纜接頭所處的環(huán)境和運(yùn)行方式不同,所連接的電氣設(shè)備及位置不同,電纜附件在材質(zhì),結(jié)構(gòu)及安裝工藝方面有很大的選擇余地,但各類附件所具備的基本性能是一致的,所以應(yīng)加強(qiáng)以下幾點(diǎn)措施來提高接頭質(zhì)量。(1)必須選用技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠、能適應(yīng)所使用的環(huán)境和條件的電纜附件。(2)采用材質(zhì)優(yōu)良、規(guī)格、截面符合要求,能安全可靠運(yùn)行的連接金具。(3)選用壓接噸位大、模具吻合好,壓坑面積足,壓接效果能滿足技術(shù)要求的壓接機(jī)具。(4)培訓(xùn)技術(shù)有素、工藝熟練、工作認(rèn)真負(fù)責(zé),能勝任電纜施工安裝和運(yùn)行維護(hù)的電纜技工。交聯(lián)電纜各種接頭發(fā)生故障的原因也就各不相同,除發(fā)熱問題外,對于密封問題、應(yīng)力問題、聯(lián)接問題、接地問題等引起的接頭故障也應(yīng)予以重視。
1.3 預(yù)防措施
電纜終端與中間接頭是線路中關(guān)鍵部位，也是整條線路中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)，是電纜運(yùn)行故障的多發(fā)點(diǎn)。因此對電纜終端要加強(qiáng)監(jiān)視和巡查，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，避免事故的發(fā)生。
1.3.1施工工藝方面：對電纜頭的制作、絕緣密封與設(shè)備的連接等工藝技術(shù)性要求很強(qiáng)的工作，要求施工人員必須嚴(yán)格按規(guī)定的工藝要求進(jìn)行施工，并須由經(jīng)過電纜專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和熟悉工藝的人員進(jìn)行施工。其次在進(jìn)行電纜頭制作或與電纜設(shè)備連接過程中，必須嚴(yán)格按施工工藝要求加強(qiáng)檢查監(jiān)督，根據(jù)不同安置環(huán)境、作業(yè)條件進(jìn)行檢查，保證密封良好，防止外界水分和有害物質(zhì)侵入到絕緣內(nèi)部中，保持密封性。嚴(yán)禁在雨霧中進(jìn)行施工。
1.3.2 電纜巡視、檢查與試驗(yàn)：按《電力電纜運(yùn)行規(guī)程》要求，對電纜線路及終端電纜井溝進(jìn)行定期巡查；對電纜中間頭、戶內(nèi)頭、戶外頭和電纜連接設(shè)備，應(yīng)按電纜(試驗(yàn)規(guī)程、運(yùn)行規(guī)程)的要求進(jìn)行試驗(yàn)、巡視檢查，并進(jìn)行不定期的測溫；檢修或新建電纜制作電纜頭等時，應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求施工和檢查，確保施工質(zhì)量。
1.3.3 電纜運(yùn)行管理：在每次故障發(fā)生后，應(yīng)注意收集第一手資料，及時分析，吸取教訓(xùn)，以便于故障分析和采取措施。對電纜要建立運(yùn)行檔案，特別是對運(yùn)行時間長、環(huán)境惡劣的電纜及終端設(shè)備要根據(jù)設(shè)備及試驗(yàn)數(shù)據(jù)及時調(diào)整試驗(yàn)周期，加強(qiáng)巡視檢查。對發(fā)生過故障的同期設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)檢查，利用新的監(jiān)測手段控制和掌握設(shè)備運(yùn)行情況和狀態(tài)，做到防患于未然，保證設(shè)備安全健康運(yùn)行。
