冷缩电缆接头故障原因分析和处理

电力18讯：    作者：河南省平顶山市电业局　左 伟　易　阳



１　故障情况

    ２００１年９月３０日２０时１０分，优越路开关站优开１０板突然发生速断跳闸。该板电缆线路为铜芯交联聚乙烯电力电缆，长１ １３０ ｍ，１５ ｋＶ普通冷缩中间接头２个，是太阳城开关站主进回路。通过测寻定位，故障点在万家百货商场处＃１中间接头。此接头于２００１年４月２７日制作并通过ＤＣ３５ ｋＶ／１５ ｍｉｎ试验合格，７月１７日又通过直流耐压试验后正式投入运行。但仅运行两个半月就发生绝缘击穿，是我局发生的第一例冷缩电缆接头故障。

２　原因分析

    冷缩电缆接头，现场施工简单方便，其硅橡胶复合绝缘套管具有弹性，只要抽出内芯尼龙支撑条，可紧紧贴服在ＸＬＰＥ电缆上，不需要使用加热工具，克服了热缩材料的缺点（热缩附件没有弹性，在电缆运行时热胀冷缩的过程中，会与电缆本体之间出现间隙）。所以，我局在２００１年后城网改造中使用的的电缆线路中均为冷缩电缆附件。冷缩电缆附件是一项新材料和新技术的应用，由于短期内对该项新工艺的操作掌握也有不足之处，因而对该起故障很有必要进行认真分析，查找原因，从中吸取教训，采取措施，提高施工质量，确保电缆线路的安全运行。
    我们知道，电缆接头的电场是一个畸变电场，造成电场畸变的主要原因是：做接头时，ＸＬＰＥ电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层、线芯都必须进行剥切，在电缆接头线芯和屏蔽层的切断处，会产生电应力集中现象，电场强度最大，是整个接头的薄弱环节。同时，现场条件较差，不可避免会侵入灰尘、气体、水分等杂质。因而导致ＸＬＰＥ绝缘发生击穿的主要原因是出现水树枝、电树枝、电化树枝３类现象。
    为了便于及时分析，在现场对接头进行了解剖，发现：
（１）冷缩硅橡胶绝缘套管一侧边缘被电弧烧熔成一个直径约２ ｃｍ的孔洞，位于ＸＬＰＥ电缆半导体屏蔽层部位。
（２）将冷缩硅橡胶绝缘套管剖开后，ＸＬＰＥ电缆绝缘层表面有明显放电碳化通道，该通道从线芯一直到电缆绝缘半导体屏蔽层剥切口。由此可见，该电缆击穿是接头处绝缘表面放电造成的，说明冷缩套管与电缆绝缘表面结合处存在气隙、杂质形成的绝缘薄弱环节。
    众所周知，杂质、气隙、受潮是造成固体绝缘介质沿面放电的主要原因，所以可能导致冷缩接头绝缘击穿的原因有以下几点：
（１）剥切电缆半导体屏蔽层时，刀痕过深，使主绝缘层表面有伤痕，容易存在气隙。
（２）电缆半导体屏蔽层剥切后，没有清除干净，其半导体残留在主绝缘层上，或清擦时没有遵循工艺要求，来回擦洗，留下隐患，产生闪络放电。
（３）电缆线芯压接后，连接管压坑变形有尖端、棱角，造成电场畸变，局部场强集中，产生尖端放电。
（４）冷缩硅橡胶套管是预制成型附件，必须与电缆截面相配套。做接头前如没有认真检查是否配套，事必造成收缩不紧密而不能保证界面压强，导致杂质侵入气隙或受潮。
（５）制作该冷缩头时，硅橡胶绝缘套管收缩后，两端口未作任何密封处理，这是导致潮气侵入的重要原因。
（６）制作冷缩接头时，因三相冷缩绝缘套管同在中心位置，由于不平整，包绕２２２８防水带中会有皱折，造成包缠不紧密，这也是导致接头进水受潮的重要原因之一。

３　防范对策及处理

３．１　电缆绝缘层剥切后，应用细砂纸仔细打磨主绝缘层表面，使其光滑无刀痕，无半导体残留点。清洗绝缘层必须用清洗溶剂从线芯向半导体屏蔽层方向，千万不能用接触过半导体屏蔽层的清洗纸清洗主绝缘层表面。
３．２　线芯压接以后，应用锉刀、砂纸仔细地打磨以消除棱角和尖端，并注意金属粉屑不得残留在绝缘层表面上。
３．３　在制作电缆接头过程中应特别注意保持清洁，同时应尽量缩短制作时间，电缆剥切后，在空气中暴露的时间越长，侵入杂质、水分、气体、灰尘等的可能性就越大，从而影响接头质量。因此要求在施工之前充分做好各项准备工作，保证制作时不间断，一气呵成。
３．４　制作冷缩接头前要认真检查电缆附件与电缆是否配套，这样才能严格控制冷缩硅橡胶绝缘套管的过盈量，保证其有足够的握紧力，使界面接触紧密，没有气隙。
３．５　分别在收缩后各相硅橡胶复合绝缘套管的两端口处包绕半导体自粘带。这样，既能使硅橡胶套管外半导体层与ＸＬＰＥ电缆外半导体屏蔽层良好接触，又能起到轴向防水防潮的作用。
３．６　包绕自粘性防水带，是冷缩接头的防潮密封关键环节，要以半重叠法从接头一端起向另一端包绕，然后再从这一端反方向包绕到起始端，绕包两层。每层包缠后，要用双手依次紧握一遍，使之更好地粘合。包绕时一定要拉力适当，做到包缠紧密无缝隙。