10 kV環(huán)網柜電纜終端典型故障案例分析

謝紅燦 胡首 黃鳳兮 黃惠之

摘 要：對一起前期電纜肘頭制作工藝不規(guī)范，導致電纜主絕緣切痕過深從而降低絕緣性能，最終引發(fā)電纜肘頭擊穿向環(huán)網柜柜壁放電的事故進行了詳細分析，說明了事件損失及影響情況，并提出了針對性的防范解決措施。

關鍵詞：電纜終端;主絕緣;絕緣強度

1? ? 事件前運行工況

10 kV周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310、320、302間隔為運行狀態(tài)，304間隔為冷備用狀態(tài)。周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310線路帶有公變1臺，容量為315 MVA;專變1臺，容量為200 MVA。302間隔帶有公變6臺，共計容量為4.23 MVA;專變3臺，共計容量為1.51 MVA。事件發(fā)生當日天氣晴朗。

2? ? 事件發(fā)生及處置情況

2019-12-09T07：35，配電運維班工作人員將10 kV周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310線路轉冷備用，打開#01環(huán)網柜柜門，聽到310間隔有明顯的放電聲響，且發(fā)現(xiàn)310間隔柜門沒有關緊，隨即工作人員向調度匯報現(xiàn)場情況。08：15，將周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310線路轉檢修時，310間隔柜門直接彈出，倒向地面，工作人員發(fā)現(xiàn)該間隔C相肘頭應力錐底部半導電粘帶破裂且下部絕緣管、旁邊柜壁有明顯放電燒黑痕跡。08：20，工作人員向調度匯報現(xiàn)場情況，并向調度申請緊急搶修工作。08：22，調度許可周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310間隔的緊急搶修工作。

隨后配電運維班進行了上述環(huán)網柜檢修工作，更換310間隔三相肘頭。2019-12-09T14：32，檢修竣工，復電正常。

3? ? 事件原因分析

3.1? ? 設備參數(shù)

周某Ⅱ回#01環(huán)網柜出廠時間為2009年9月，投運時間為2009年11月。周某Ⅱ回#01環(huán)網柜主要參數(shù)如表1所示。

3.2? ? 缺陷設備情況

2019-12-09T11：15，對周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310間隔進行進一步檢查時，發(fā)現(xiàn)該間隔C相肘頭應力錐底部半導電粘帶破裂且下部絕緣管、旁邊柜壁有明顯放電燒黑痕跡，如圖1所示。

從圖1可以看出，相較于A、B相應力錐，C相應力錐底部有明顯的外卷情況，進一步將C相解頭，取下應力錐時發(fā)現(xiàn)其底部外卷且前表面有明顯的放電傷痕，如圖2、圖3所示。

從圖2可以看出，應力錐前表面有明顯的傷痕及燒黑放電情況，于是進一步將應力錐解剖，如圖4所示，從圖中可以看出，應力錐內壁至半導電層已經形成了明顯的放電通道，且半導電層已經破裂。

取下應力錐后，發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣外表面已燒黑，且有3條很深的縱向切痕，主絕緣表面光滑，沒有打磨痕跡，其中兩條切痕沿線已有明顯放電通道。主絕緣中間部位有明顯的橫向壓痕，主絕緣與半導電層的連接處沒有平滑過渡層。銅鼻子表面產生銅綠，且與電纜導體連接處有明顯拉弧產生的斑點，電纜導體表面已氧化發(fā)黑。具體情況如圖5、圖6所示。

進一步將A、B相解頭，發(fā)現(xiàn)A、B相主絕緣同樣有較深的縱向切痕，且切痕已經發(fā)黑，表面光滑沒有打磨痕跡，A、B相銅鼻子已產生銅綠，B相電纜導體已經氧化發(fā)黑。具體情況如圖7所示。

3.3? ? 設備缺陷分析與結論

對A、B、C三相肘頭進行解剖后發(fā)現(xiàn)，銅鼻子均有銅綠產生，銅綠是銅與空氣中的水蒸氣、二氧化碳發(fā)生反應的產物，說明A、B、C三相肘頭密封性不好，且受潮嚴重。同時銅鼻子表面的銅綠會增大導體電阻，使肘頭發(fā)熱，而銅綠受熱會產生黑色的氧化銅，C相銅鼻子表面最黑，說明C相肘頭已經嚴重發(fā)熱。

三相電纜主絕緣均有施工過程中留下的明顯劃痕，C相主絕緣橫向壓痕最明顯。施工過程中沒有對這些痕跡進行打磨處理，導致主絕緣受損，絕緣強度降低。

由于粗放施工使C相肘頭應力錐底部外卷，應力錐底前部受損，使其安裝不到位，起不到均勻電場的作用。同時由于受潮、受熱，使水汽進入縱向劃痕內形成導電通道，最終擊穿應力錐向環(huán)網柜柜壁放電。

從上述分析可以得出，安裝施工粗放導致C相應力錐安裝不到位，起不到均勻電場的作用。主絕緣切痕過深，沒有進行打磨處理，降低其絕緣強度，最終擊穿應力錐向環(huán)網柜柜壁放電。

4? ? 事件損失及影響情況

因周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310間隔設備異常，造成周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01環(huán)網柜310線路停電7 h，損失負荷0.565 MVA，損失電量3 955 kWh。根據10 kV以上輸變電設備跳閘、被迫停運、非計劃檢修、停止備用，或設備異常造成限降負荷（輸送率）運行條款描述，此次事件定為八級設備質量事件。

5? ? 事件暴露問題

（1）施工人員施工粗放，責任感不強，工藝質量不合格，使C相應力錐底部外卷，主絕緣切痕過深[1]，絕緣強度降低，是導致此次缺陷的直接原因。

（2）運維人員驗收把關不嚴，在設備投運前未對設備進行仔細檢查[2]，導致安裝工藝質量不合格設備投入使用，影響電網的安全運行。

6? ? 防止事件重復發(fā)生的對策

通過上述分析，發(fā)現(xiàn)配電設備在安裝、運行過程中存在以下幾個問題：

（1）施工人員專業(yè)技術不過關，存在電氣設備安裝質量不高、工序不全等施工質量問題[3]。

（2）運行維護人員把關不嚴，對相關設備沒有嚴把竣工驗收關口，導致安裝工藝質量不合格設備投入電網。

針對存在的問題，結合配電網運維規(guī)程[4]，提出以下防范措施：

（1）加強相關配電設備施工隊伍人員技術培訓，明確配網典型設計和標準工藝，提高施工安裝工藝質量[5]。

（2）對配電設備檢修（施工）實施全過程把關，嚴格控制竣工驗收環(huán)節(jié)，杜絕重要工序執(zhí)行不到位、工序不全等不符合要求行為的發(fā)生。

（3）落實考核制度，將配電設備檢修人員、把關驗收人員名單隨竣工資料進行存檔，實施設備全壽命管控，對發(fā)生問題的相關人員嚴格追責。

[參考文獻]

[1] 楊雨薇，胡首.10 kV電纜中間接頭故障跳閘事件分析與處理[J].機電信息，2020（9）：44-45.

[2] 楊雨薇，王柯，胡首.10 kV開關柜局部異常放電事故分析與處理[J].機電信息，2020（15）：22-23.

[3] 周宣.一起10 kV交聯(lián)電纜終端頭爆炸事故分析[J].電力安全技術，2015，17（11）：26-30.

[4] 配電網運維規(guī)程：Q/GDW 1519—2014[S].

[5] 張國慶，葛錦錦，汪詩經，等.配電網10 kV電纜終端頭故障原因分析及處理對策[J].安徽電力，2020，37（1）：48-50.

收稿日期：2021-02-26

作者簡介：謝紅燦（1969—），女，湖南衡陽人，碩士研究生，副教授，研究方向：配電設備運行與檢修、配電線路運維。

胡首（1988—），男，山西朔州人，技師，工程師，研究方向：配電自動化、配電電纜運維。