1、冷縮電纜終端頭故障原因分析和防范措施一、冷縮電纜終端頭技術(shù)要求冷縮電纜終端頭是利用彈性體材料(常用的有硅橡膠和乙丙橡膠)在工廠內(nèi)注射硫化成型，再經(jīng)擴(kuò)徑、襯以塑料螺旋支撐物構(gòu)成各種電纜附件的部件。現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，將這些預(yù)擴(kuò)張件套在經(jīng)過處理后的電纜末端或接頭處，抽出內(nèi)部支撐的塑料螺旋條(支撐物)，壓緊在電纜絕緣上而構(gòu)成的電纜附件。因?yàn)樗窃诔叵驴繌椥曰乜s力，而不是像熱收縮電纜附件要用火加熱收縮，故俗稱冷收縮電纜附件。早期的冷收縮電纜終端頭只是附加絕緣采用硅橡膠冷縮部件，電場(chǎng)處理仍采用應(yīng)力錐型式或應(yīng)力帶繞包式。 現(xiàn)在普遍都采用冷收縮應(yīng)力控制管，電壓等級(jí)從10KV到35KV。冷縮電纜終端頭，1KV級(jí)采用

2、冷收縮絕緣管作增強(qiáng)絕緣，10KV級(jí)采用帶內(nèi)外半導(dǎo)電屏蔽層的接頭冷收縮絕緣件。三芯電纜終端分叉處采用冷收縮分支套。冷縮電纜終端頭具有體積小、操作方便、迅速、無需專用工具、適用范圍寬和產(chǎn)品規(guī)格少等優(yōu)點(diǎn)。與熱收縮式電纜附件相比，不需用火加熱，且在安裝以后挪動(dòng)或彎曲不會(huì)像熱收縮式電纜附件那樣出現(xiàn)附件內(nèi)部層間脫開的危險(xiǎn)(因?yàn)槔淇s電纜終端頭靠彈性壓緊力)。與預(yù)制式電纜附件相比，雖然都是靠彈性壓緊力來保證內(nèi)部界面特性，但是它不像預(yù)制式電纜附件那樣與電纜截面一一對(duì)應(yīng)，規(guī)格多。必須指出的是，在安裝到電纜上之前，預(yù)制式電纜附件的部件是沒有張力的，而冷縮電纜終端頭是處于高張力狀態(tài)下，因此必須保證在貯存期內(nèi)，冷收縮式

3、部件不應(yīng)有明顯的永久變形或彈性應(yīng)力松弛，否則安裝在電纜上以后不能保證有足夠的彈性壓緊力，從而不能保證良好的界面特性。 以下對(duì)冷縮電纜終端頭的結(jié)構(gòu)、安裝工藝及注意事項(xiàng)作一簡(jiǎn)介。1三芯電纜冷縮電纜終端頭(1)按制造廠提供的安裝說明書規(guī)定的尺寸剝?nèi)ル娎|外護(hù)層、鋼帶(若有鋼帶)、內(nèi)護(hù)層及線芯問填料(鋼帶剝切長(zhǎng)度主要由線芯允許彎曲半徑和規(guī)定的相間距離來確定，但需考慮與所提供的套在線芯上的冷縮護(hù)套管長(zhǎng)度相適配)。內(nèi)護(hù)層留10mm，鋼帶留25mm。然后將電纜端部約50mm長(zhǎng)一段外護(hù)層擦洗干凈。(2)安裝接地線。在鋼帶以上約65mm處的線芯銅屏蔽上分別安裝接地銅環(huán)，并用恒力彈簧將接地編織銅線和三條銅帶一起固定

4、在鋼帶上。若要求鋼帶與線芯屏蔽分開接地，則應(yīng)另取10mm2編織銅線用恒力彈簧固定在鋼帶上，然后用絕緣帶繞包覆蓋，再將線芯屏蔽接地編織銅線與三根線芯接地銅帶連接引出。注意：鋼帶接地線和線芯屏蔽接地線在終端頭內(nèi)不可有電氣上的連通。為了防止水汽沿接地線進(jìn)入電纜，在外護(hù)層上先用防水帶包2層，將接地線夾在中間，外面再包2層防水帶。(3)安裝冷收縮分支套。將冷收縮分支套置于線芯分叉處，先抽出下端內(nèi)部塑料螺旋條，然后再抽出三個(gè)指管內(nèi)部塑料螺旋條，在線芯分叉處收縮壓緊。(4)安裝冷收縮護(hù)套管。將三根冷收縮護(hù)套管分別套在三根線芯上、下部覆蓋分支套指管15mm，抽出管內(nèi)塑料螺旋條，在線芯銅屏蔽上收縮壓緊。若為加長(zhǎng)

5、型戶內(nèi)終端頭，則用同樣方法收縮第二根冷收縮護(hù)套管，其下端與第一根搭接15mm。護(hù)套管末端到線芯末端長(zhǎng)度應(yīng)等于安裝說明書規(guī)定的尺寸。(5)從護(hù)套管口向上留一段銅屏蔽(戶外終端頭留45mm，戶內(nèi)終端頭留30mm)，其余剝?nèi)ァＡ粝?0mm半導(dǎo)電層，其余半導(dǎo)電層剝?nèi)ィ唇泳€端子孔深加10mm剝?nèi)ゾ€芯末端絕緣。(6)從鋼屏蔽帶末端10mm處開始繞包半導(dǎo)電帶直到覆蓋電纜絕緣10mm，然后返回到銅屏蔽帶上，要求半導(dǎo)電帶與絕緣交界處平滑過渡(無明顯臺(tái)階)。(7)壓接接線端子。(8)安裝冷收縮絕緣件。先用清洗劑擦凈電纜絕緣及接線端于壓接處并在包繞半導(dǎo)電帶及附近絕緣表面涂少許硅脂。套入冷收縮絕緣件到安裝說明書所

6、規(guī)定的位置，抽出塑料螺旋條，在電纜絕緣上收縮壓緊(若接線端子平板寬度大于冷收縮絕緣件內(nèi)徑時(shí)，則應(yīng)先安裝冷收縮絕緣件，然后壓接接線端子)。(9)用絕緣橡膠帶包繞接線端子與線芯絕緣之間的間隙，外面再包繞耐漏痕帶。(10)在三相線芯分支套指管外包繞相色標(biāo)志帶。 2單芯電纜終端頭 比三芯電纜終端頭的結(jié)構(gòu)和工藝簡(jiǎn)單，不需要安裝分支套和線芯上的護(hù)套管，其余和三芯電纜終端頭基本相同。 3三芯電纜接頭 其安裝工藝與預(yù)制件接頭類似，但應(yīng)注意下列不同之處：(1)將冷收縮接頭主體套在剝切較長(zhǎng)的一端電纜線芯上時(shí)，塑料螺旋條的抽頭應(yīng)朝向該端電纜芯分叉處。(2)有關(guān)部件全部套在電纜線芯上后，兩端電纜導(dǎo)體與壓接管不必像預(yù)制

7、件接頭那樣分二次壓接。(3)將冷收縮接頭主體移向接頭中間前，在半導(dǎo)電層與絕緣交界處及絕緣表面均勻涂抹由制造廠提供的專用混合劑。(4)安裝屏蔽銅網(wǎng)過橋線及鋼帶跨接線，通常采用恒力彈簧固定。(5)冷收縮接頭采用半搭蓋繞包一層防水帶，兩端覆蓋電纜外護(hù)層各60mm，再用鎧裝帶繞包整個(gè)接頭表面，固化后有良好的機(jī)械保護(hù)作用。這種銷裝帶(armorcast)是預(yù)浸漬可固化的黑色聚氨酪玻璃纖維編制帶，真空包裝。使用前先打開包裝，灌水15s后將水倒出，即可使用。也可采用其它合適的保護(hù)層或保護(hù)盒。 二、電纜附件適用標(biāo)準(zhǔn)適用標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)層次： 第一層：IEC標(biāo)準(zhǔn) IEC62076額定電壓150kV（Um170kV

8、）以上至500kV（Um550kV）擠出絕緣電力電纜及其附件的電力電纜系統(tǒng)試驗(yàn)方法和要求 IEC60840額定電壓30kV（Um36kV）以上至150kV（Um170kV）擠出絕緣電力電纜及其附件試驗(yàn)方法和要求 IEC60859額定電壓72.5kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)的電纜聯(lián)接裝置 IEC60502額定電壓1kV（Um1.2kV）以上至30kV（Um36kV）擠出絕緣電力電纜及其附件 IEC60055額定電壓18/30kV及以下紙絕緣金屬護(hù)套（帶有銅或鋁體，但不包括壓氣和充油電纜）第1部分“電纜及附件試驗(yàn)”中第七章：附件的型式試驗(yàn) IEC61442額定電壓6kV（Um7.2kV）到30k

9、V（Um36kV）電力電纜附件試驗(yàn)方法 第二層次：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB標(biāo)準(zhǔn)） GB/Z18890額定電壓220kV（Um250kV）交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件 GB/Z11017額定電壓110kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜及其附件 GB5589電纜附件試驗(yàn)方法 GB9327電纜導(dǎo)體壓縮和機(jī)械連接接頭試驗(yàn)方法 GB14315電線電纜導(dǎo)體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管 注：GB11033額定電壓26、35kV及以下電力電纜附件基本技術(shù)要求已下放為JB/T8144 第三層次：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)） JB/T8144額定電壓26/35kV及以下電力電纜附件基本技術(shù)要求原GB11033 JB6

10、464額定電壓26/35kV及以下電力電纜直通型繞包式接頭 JB6465額定電壓26/35kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型瓷套是終端 JB6466額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型瓷套式終端 JB6468額定電壓26/35kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型繞包式終端 JB7829額定電壓26/35kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型熱收縮式終端 JB7830額定電壓26/35kV及以下電力電纜直通型熱收縮式接頭 JB7831額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜戶內(nèi)型、戶外型澆注式終端 JB7832額定電壓8.7/10kV及以下電力電纜直通型澆注式接頭 JB/T8501.1額定電壓

11、26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內(nèi)型、戶外型預(yù)制裝配式終端 JB/T8503.2額定電壓26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內(nèi)型、戶外型預(yù)制裝配式終端三、冷縮電纜終端故障原因分析及防范措施下面就公司風(fēng)電場(chǎng)箱變高壓電纜室連續(xù)發(fā)生的幾起35KV電力電纜終端頭由于制作工藝不到位引起的單相接地故障的剖析，制定防范措施，進(jìn)一步規(guī)范電力電纜終端頭制作工藝，保障電纜的安全運(yùn)行。1.     故障情況：風(fēng)電場(chǎng)自2月份以來，連續(xù)發(fā)生幾起箱變高壓電纜室電纜終端頭B相半導(dǎo)體層斷開處絕緣擊穿事故，幾起故障電纜型號(hào)均為YJV23-35KV-3×50，終端頭均采用

12、冷縮制作。根據(jù)電纜型號(hào)及敷設(shè)方式，電纜運(yùn)行的載流量未超過設(shè)計(jì)值，電纜運(yùn)行時(shí)并無過載現(xiàn)象，并且電纜頭故障發(fā)生前35KV系統(tǒng)并無接地現(xiàn)象。由上電纜頭擊穿圖可知，故障點(diǎn)均在電場(chǎng)畸變最嚴(yán)重的銅屏蔽層斷口和半導(dǎo)體層斷口處，主絕緣材料熱熔后流失，銅屏蔽剝切口至半導(dǎo)體層剝切口線芯已部分裸露。電纜絕緣層表面有明顯放電碳化通道，由此可見，以上電纜終端頭擊穿可能由以下原因引起：1）銅屏蔽層斷口處有尖角毛刺，導(dǎo)致放電。2）半導(dǎo)體剝切時(shí)將主絕緣劃傷，造成此處絕緣最薄弱，擊穿電壓過低。 2.原因分析：對(duì)終端頭來說，電場(chǎng)畸變最嚴(yán)重處為金屬屏蔽斷開處，造成電場(chǎng)畸變的主要原因是：在電纜屏蔽的切斷處，會(huì)產(chǎn)生電應(yīng)力集中現(xiàn)象，電場(chǎng)

13、強(qiáng)度最大，是整個(gè)接頭的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)，由于變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境較差，半導(dǎo)體層與主絕緣表面結(jié)合處不可避免會(huì)侵入灰塵、氣體等雜質(zhì)，眾所周知，雜質(zhì)，氣隙，尖角毛刺是造成固體絕緣介質(zhì)沿面放電的主要原因，所以在電纜制作工藝方面可能導(dǎo)致冷縮電纜終端頭絕緣擊穿的原因有以下幾點(diǎn)：1）剝切內(nèi)護(hù)套時(shí)，劃傷銅屏蔽層,造成斷口處電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，容易放電。 2）剝切銅屏蔽時(shí)，用力不當(dāng)，劃傷半導(dǎo)體層，容易存在氣隙。 3）剝切電纜半導(dǎo)體層時(shí)，用力不當(dāng)，使主絕緣層表面有傷痕，容易存在氣隙。4）銅屏蔽斷開處和半導(dǎo)體層斷開處有尖角毛刺未處理平整。5）電纜半導(dǎo)體屏蔽層剝切后，沒有清除干凈，其半導(dǎo)體殘留在主絕緣層上，或清擦?xí)r沒有遵循工藝

14、要求，來回擦洗，或主絕緣及銅屏蔽斷口處未用硅脂填充，留下隱患，產(chǎn)生閃絡(luò)放電。6）安裝附件時(shí)應(yīng)力管與絕緣屏蔽搭接少于20mm，交聯(lián)電纜因內(nèi)應(yīng)力處理不良時(shí)在運(yùn)行中會(huì)發(fā)生較大收縮，容易產(chǎn)生氣隙。上述操作均會(huì)在各部位產(chǎn)生氣隙、雜質(zhì)或是尖角毛刺 。對(duì)于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜來說，它耐局部放電性能差，受雜質(zhì)和氣隙及水份的影響很大，在這些缺陷處易產(chǎn)生局部電場(chǎng)集中，發(fā)生局部放電。熱膨脹系數(shù)大，熱機(jī)械力效應(yīng)嚴(yán)重。另外，由于運(yùn)行中的彎曲變形、冷熱作用，金屬屏蔽層與絕緣層之間就更易產(chǎn)生氣隙，氣隙的局部放電，雖然不會(huì)立即導(dǎo)致整個(gè)介質(zhì)的擊穿，但是絕緣內(nèi)部空隙處逐步形成電樹枝，并向縱深發(fā)展，絕緣加速老化直至發(fā)生絕緣電擊穿或熱

15、擊穿；同時(shí)金屬屏蔽斷口處如果有尖角毛刺，此處就會(huì)存在集中的高場(chǎng)強(qiáng)，引發(fā)絕緣介質(zhì)的樹枝狀裂紋，出現(xiàn)樹枝狀放電。電樹枝在發(fā)展中必然伴隨著局部放電，而局部放電又促進(jìn)樹枝的生成與成長(zhǎng)。交聯(lián)電纜絕緣對(duì)絕緣微孔雜質(zhì)及半導(dǎo)體屏蔽微孔及突起尺寸的要求非常高。實(shí)際上，交聯(lián)電纜的質(zhì)量水平特別是其長(zhǎng)期性能，本質(zhì)上是由絕緣材料、絕緣內(nèi)微孔雜質(zhì)和半導(dǎo)體屏蔽微孔及突起的尺寸決定的，因此，劃傷主絕緣或半導(dǎo)體層都會(huì)人為地?cái)U(kuò)大絕緣內(nèi)微孔雜質(zhì)和半導(dǎo)體屏蔽微孔雜質(zhì)的尺寸，使得擊穿電壓下降。可見，在電纜終端頭制作時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行電纜頭制作工藝標(biāo)準(zhǔn)，并在電纜刀剝切過程中對(duì)力度的把握尤為重要。3.防范對(duì)策： 鑒于交聯(lián)電纜本身的諸多缺點(diǎn)和冷

16、縮電纜終端頭制作中施工人員不易注意的細(xì)節(jié)而導(dǎo)致電纜終端頭局部放電或電樹枝放電，提出以下防范對(duì)策及注意事項(xiàng)：1）嚴(yán)格控制電纜剝切尺寸，每剝除一層不可傷及內(nèi)層結(jié)構(gòu)。 2）剝切銅屏蔽層時(shí)，應(yīng)用細(xì)扎絲或扎帶扎好，使斷口處不產(chǎn)生尖角毛刺。3）半導(dǎo)體層斷面應(yīng)光滑平整，與絕緣層的過渡應(yīng)光滑。4）電纜絕緣層剝切后，應(yīng)用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨主絕緣層表面，使其光滑無刀痕，無半導(dǎo)體殘點(diǎn)。清洗絕緣層表面必須用清洗溶劑從線芯向半導(dǎo)體層方向，嚴(yán)禁用接觸過半導(dǎo)體屏蔽層的清洗紙清洗主絕緣層表面。5）打磨和清洗主絕緣時(shí)，清洗劑和砂紙不得碰到外半導(dǎo)電層，以免清洗劑溶解半導(dǎo)電層，砂紙打磨遺留雜質(zhì)清除不干凈導(dǎo)致放電。6）用硅脂填充電纜絕緣半導(dǎo)體層斷口處的氣隙以排除氣體。7）附件的尺寸與待安裝的電纜尺寸配合要嚴(yán)格符合規(guī)定的