電力電纜中間接頭故障原因分析及制作工藝改進(jìn)

袁建強(qiáng)

文章編號(hào)：2095-6835（2016）13-0141-02

摘 要：電力電纜的安全運(yùn)行是提高供電企業(yè)可靠性和其經(jīng)濟(jì)效益的保障。通過(guò)對(duì)10 kV電纜中間接頭制作要點(diǎn)進(jìn)行分析，并針對(duì)10 kV電纜中間接頭制作工藝常見(jiàn)缺陷，提出了10 kV電纜中間接頭制作工藝的優(yōu)化措施，以提高電纜中間接頭制作的安全性和質(zhì)量，保證電纜的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電力電纜；中間接頭；施工環(huán)境；接地線(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM247 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.141

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)電力的需求日顯明顯，眾多城市和電力需求較多的企業(yè)在供電系統(tǒng)的應(yīng)用上都采用10 kV 電力電纜進(jìn)行配電，逐步向電纜化邁進(jìn)。電纜的主體雖然由生產(chǎn)廠(chǎng)家制造完成，但中間接頭附件必須在施工現(xiàn)場(chǎng)制作安裝。但10 kV 電纜中間接頭制作是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工藝，對(duì)施工環(huán)境、工藝質(zhì)量要求嚴(yán)苛，常常因施工者的一些不規(guī)范施工習(xí)慣、制作工藝質(zhì)量不過(guò)關(guān)、施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量問(wèn)題而導(dǎo)致運(yùn)行中電纜發(fā)生故障，造成客戶(hù)停電事故，阻礙電纜安全運(yùn)行，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失以及惡劣的社會(huì)影響。因此，加強(qiáng)電纜中間接頭的制作工藝質(zhì)量控制也就顯得非常重要。為了提高電纜中間接頭制作工藝質(zhì)量，減少10 kV 電纜中間接頭的故障，并預(yù)防和提高電纜中間接頭施工質(zhì)量和運(yùn)行的可靠性，筆者現(xiàn)將在實(shí)踐中總結(jié)出的10 kV電纜中間接頭制作工藝、制作過(guò)程中應(yīng)注意事項(xiàng)和制作工藝優(yōu)化措施作簡(jiǎn)要介紹，供同行參考。

1 電纜中間接頭制作工藝要點(diǎn)

電纜中間接頭制作工藝要點(diǎn)有：①導(dǎo)體連接良好。對(duì)于電纜中間接頭，電纜芯線(xiàn)要與連接管之間連接良好，要求接觸電阻小且穩(wěn)定，與同長(zhǎng)度同截面導(dǎo)線(xiàn)相比，對(duì)于新制作的電纜終端頭和中間接頭，其比值應(yīng)不大于1；對(duì)于已運(yùn)行的電纜終端頭和中間接頭，其比值應(yīng)不大于1.2.②絕緣可靠。要有能滿(mǎn)足電纜線(xiàn)路在各種狀況下長(zhǎng)期安全運(yùn)行的絕緣結(jié)構(gòu)，所使用的絕緣材料不會(huì)在運(yùn)行條件下加速老化而導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低。③密封良好。結(jié)構(gòu)上要能有效地防止外界水分和雜質(zhì)侵入到絕緣中去，并能防止內(nèi)部絕緣劑向外流失，保持密封性。④有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。能適應(yīng)各種運(yùn)行條件，能承受電纜線(xiàn)路在正常運(yùn)行中或外部故障情況下產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力。⑤能夠經(jīng)受電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的交流耐壓試驗(yàn)。⑥焊好電纜終端頭和中間接頭的接地線(xiàn)。防止電纜線(xiàn)路流過(guò)較大故障電流時(shí)，在金屬護(hù)套上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可能擊穿電纜內(nèi)護(hù)套，引起電弧甚至將電纜金屬護(hù)套燒熔成洞。

2 10 kV電纜中間接頭制作工藝常見(jiàn)缺陷

2.1 導(dǎo)體連接不良

導(dǎo)體連接不良的具體原因有以下幾個(gè)：①受生產(chǎn)或保管時(shí)的條件影響，連接管內(nèi)壁和電纜芯線(xiàn)表層難免會(huì)有雜質(zhì)、毛刺和氧化物存在。這常常不會(huì)引起一般施工人員的重視，但對(duì)連接質(zhì)量影響是非常嚴(yán)重的。②電纜芯線(xiàn)實(shí)際截面積與標(biāo)稱(chēng)不符，壓接模具選擇不當(dāng)，壓接鉗沒(méi)有壓到底，都會(huì)導(dǎo)致連接管壓接不實(shí)。曾發(fā)現(xiàn)，甚至有的施工人員對(duì)連接管根本就沒(méi)有實(shí)施壓接。③在去除絕緣層而進(jìn)行環(huán)切時(shí)傷及芯線(xiàn)。雖然不是很?chē)?yán)重，但線(xiàn)芯彎曲或蠕動(dòng)時(shí)，會(huì)加劇損傷處斷裂，從而造成導(dǎo)電截面減小，而引起電纜運(yùn)行發(fā)熱缺陷。

2.2 電纜剝切損傷

主絕緣損傷多是由于在剝除外半導(dǎo)屏蔽層時(shí)下刀太深所致。主絕緣損傷，即使是很小的損傷，也會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度分布局部畸變，在運(yùn)行中加速絕緣老化，逐漸形成電樹(shù)枝，最終將絕緣擊穿。例如，某小區(qū)10 kV配電室011電纜，在2014-04-27發(fā)生接地故障。通過(guò)剖析故障的中間接頭發(fā)現(xiàn)，在中間接頭主絕緣上有明顯的劃傷痕跡。由于電纜線(xiàn)芯正常工作電壓在10 kV，絕緣設(shè)計(jì)的厚度只有4.5 mm。當(dāng)主絕緣損傷后，局部厚度減薄，電場(chǎng)分布不平衡，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，將電纜絕緣擊穿。同時(shí)，在絕緣上留下的刀痕在微觀上有很大的間隙，更容易在絕緣中發(fā)生空隙放電，形成的電樹(shù)枝將絕緣擊穿。

2.3 忽視清潔工作

電纜接頭制作時(shí)，往往是在露天條件下進(jìn)行，空氣中的塵霧極易沾染到剝切好的電纜主絕緣表面上，剝除半導(dǎo)電層也會(huì)在主絕緣表面遺留雜質(zhì)顆粒，從而造成電纜附件界面爬行放電，導(dǎo)致電纜絕緣擊穿。

2.4 接地線(xiàn)連接不實(shí)

對(duì)于銅屏蔽或鋼鎧的接地，常常會(huì)被認(rèn)為是單純的保護(hù)接地，而不引起足夠的重視。由于10 kV電力電纜的銅屏蔽和鋼鎧是在電纜兩端同時(shí)接地的，當(dāng)電纜所在區(qū)域高壓電力系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，會(huì)在銅屏蔽層和鋼鎧護(hù)層中流過(guò)較大的故障電流；當(dāng)電纜所在的10 kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，則該10 kV系統(tǒng)中的全部電纜的銅屏蔽和鋼鎧與大地之間都會(huì)流過(guò)一定量的電容電流。如果銅屏蔽或鋼鎧與接地線(xiàn)之間接觸不良，將會(huì)引起電弧，甚至燒損電纜的主絕緣。

2.5 密封防水處理不完善

在日常施工中，特別是在電纜故障搶修中，電纜芯線(xiàn)進(jìn)水經(jīng)常發(fā)生。目前，制作電纜中間接頭的標(biāo)準(zhǔn)防水工藝，都是在絕緣管兩端與電纜主絕緣之間使用防水膠。這樣做雖然防止了外界水分的侵入，但不能有效防止已經(jīng)受潮的電纜芯線(xiàn)中的水分向外界溢出。

3 10 kV電纜中間接頭制作工藝的改進(jìn)

針對(duì)電力電纜在制作過(guò)程中常見(jiàn)的幾種類(lèi)型缺陷，應(yīng)在施工管理及制作工藝方面采取相應(yīng)的措施，以消除或減輕故障帶來(lái)的影響。為了提高電纜設(shè)備的運(yùn)行可靠性，消除電纜工藝缺陷危害，采取以下防范措施。

3.1 導(dǎo)體連接

導(dǎo)體連接的具體步驟是：①在連接管壓接前，應(yīng)用砂紙打磨導(dǎo)體表層和連接管內(nèi)壁以去除表面氧化物，并在接觸面上涂以導(dǎo)電脂或凡士林，確保連接點(diǎn)的接觸電阻小且穩(wěn)定。②根據(jù)導(dǎo)體截面選擇合適的壓接模具。壓完第一道后，要檢查是否壓接可靠。必要時(shí)，更換小一號(hào)的模具或在模具間增加金屬墊片繼續(xù)進(jìn)行壓接。③在連接管壓接完成后，應(yīng)去除壓痕尖角，并用挫刀將毛邊打磨光滑，使連接管表面過(guò)渡連續(xù)、光滑、無(wú)毛刺，以避免運(yùn)行中由于某處電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)于集中導(dǎo)致該處絕緣層老化加速。

3.2 電纜剝切

電纜剝切的操作步驟是：①剝切是電纜專(zhuān)業(yè)人員的基本功，需要施工人員在平時(shí)多練習(xí)，注重掌握環(huán)切上一層而不傷及下一層的工藝手法。②在剝切半導(dǎo)電層時(shí)，應(yīng)使用小圓挫在其規(guī)定尺寸沿圓周挫出一道槽，再使用電工刀沿軸線(xiàn)劃幾道痕，挫槽和劃痕時(shí)要認(rèn)真、仔細(xì)，不可傷及主絕緣。③施工人員在去除完半導(dǎo)電層后，應(yīng)仔細(xì)查看主絕緣表面是否有刀痕。如果主絕緣表面存在刀痕，應(yīng)使用砂紙打磨主絕緣表面以去除刀痕，而后在主絕緣表面均勻涂抹硅脂膏，以修復(fù)主絕緣。

3.3 清潔工作

清潔工作包括以下幾點(diǎn)：①制作電纜接頭盡量改善作業(yè)環(huán)境，防止地面起塵或空中落塵。②清洗主絕緣要沿絕緣表面向半導(dǎo)層方向進(jìn)行，以免半導(dǎo)顆粒污染主絕緣表面。③連接管打磨后要單獨(dú)清洗，千萬(wàn)不能用接觸過(guò)連接管或半導(dǎo)層的清洗紙清洗主絕緣。④在收縮絕緣管前，要保證主絕緣表面干燥無(wú)雜質(zhì)。

3.4 接地線(xiàn)的連接

使用接地線(xiàn)在連接銅屏蔽或鋼鎧時(shí)，先要清除表面氧化層，使用恒力彈簧壓緊或采用焊接工藝，還要做好密封措施，以防日后氧化造成接觸不良。

3.5 密封防水措施

密封防水措施有以下幾種：①在制作電纜中間接頭前，應(yīng)先檢查電纜本體內(nèi)有無(wú)水分。若有水分，應(yīng)先進(jìn)行排潮處理，可以對(duì)電纜進(jìn)行抽真空充氮?dú)怛?qū)除潮氣。②故障搶修有時(shí)不得不在濕度較大的環(huán)境中進(jìn)行，在縮絕緣管前，應(yīng)烘干電纜主絕緣表面，并均勻涂抹硅脂膏，防止主絕緣表面遺留水分。③在芯線(xiàn)連接管外表面包繞半導(dǎo)電帶后，應(yīng)在半導(dǎo)電帶與電纜主絕緣結(jié)合部位纏繞一道防水膠，以防止電纜芯線(xiàn)內(nèi)部殘存的水分向外界溢出。在絕緣管的兩端與電纜主絕緣之間纏繞一道防水膠，以防止外界的水分向電纜內(nèi)部侵入。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電纜中間接頭的制作工藝比較復(fù)雜，要想使中間接頭達(dá)到質(zhì)量最優(yōu)的效果，中間接頭制作工藝的質(zhì)量控制非常重要。然而，在10 kV電力電纜中間接頭制作的過(guò)程中，有很多注意事項(xiàng)，這些注意事項(xiàng)必須嚴(yán)格遵守。同時(shí)，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員操作，而且這些電纜制作的相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)不斷提高自己的技術(shù)水平和責(zé)任心，從而提高電纜中間接頭的制作質(zhì)量。還有一個(gè)不可忽略的問(wèn)題是：由于絕緣電阻測(cè)試和交流耐壓試驗(yàn)不能有效地發(fā)現(xiàn)電纜附件的制作工藝缺陷，所以，還應(yīng)該開(kāi)展電力電纜的局部放電測(cè)量試驗(yàn)項(xiàng)目。只有這樣多管齊下，才能切實(shí)保障10 kV電纜中間接頭制作的安全性和質(zhì)量，從而提高電纜線(xiàn)路高供電的可靠性，為相關(guān)使用者提供最為穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的服務(wù)。

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〔編輯：胡雪飛〕