雷浩辖 张昊霖
国网四川省电力公司成都供电公司 四川省成都市 610000
摘要：电缆的接头及终端是整个电缆线路的薄弱环节，电缆故障往往发生在接头或终端处。本文通过对一起故障接头的解剖分析，确认了故障原因为接头安装工艺问题。
关键词：电缆线路；接头故障；安装工艺
0引言
伴随着城市的不断发展，城市输电线路中的电缆化率越来越高，输电电缆线路开始扮演城市电网主动脉的角色。接头及终端是整个电缆系统中的薄弱环节，大部分的电缆故障均发生于电缆接头及终端处。接头故障可能是由产品质量不良、施工工艺问题、运行环境不佳等原因导致的。目前，施工工艺问题是电缆接头发生的主要原因[1-2]。本文通过对一支110kV故障电缆接头解剖，分析了故障产生的原因，确定为安装工艺问题。
1故障电缆基本信息
2016年7月21日13：45分，某110kV电缆线故障跳闸前，故障前线负荷为461A，载流量控制值为744A，负载率61.96%，电缆最高温度30度。15：07分，巡视人员检查发现110kV电缆1#接头C相发生击穿故障。
图2 某110kV电缆线路示意图
2接头解剖过程
2016年8月5日，对该故障接头进行解剖，具体如下：
1）将外层防腐热收缩套管及铜壳去除，检查接地编织线状况。将两侧密封端部解剖，铜壳与金属铝护层间连接可靠。只在短侧连接处发现有部分聚合物高温碳化产生的焦糊现象。该步骤检查未发现异常或超出施工工艺范围的情况。两端铜编织带与铜壳及金属铝护套连接紧密，焊接处未发现明显松动痕迹。
2）去除橡胶件外层热收缩套管，检查内部包带及铜网带符合施工要求。交叉互联绝缘段绝缘阻值正常，未发现带材老化等异常现象。剥离橡胶件主绝缘件外层的热收缩套管后，发现故障击穿点已经将接头橡胶件绝缘全部贯穿。
3）切割橡胶件应力锥，对安装尺寸、电缆表面处理情况及击穿点进行详细的测量。发现橡胶件位置相对接头中心线偏移约（35-5）/2=15mm，其他安装尺寸测量后如图3所示：
图3 安装尺寸
a、半导电端口距离绝缘端部两侧距离各为185mm，无异常；
b、中间导体连接段处理长度为170mm，无异常；
c、电缆外屏蔽断口处因故障烧毁，故障侧烧损发黑，已无法判断断口处理情况；
d、剖开导体连接处填充的半导电带，压接管压接光滑，无毛刺等异常情况。
4）击穿点部位位于接头长段侧，距离接头中心位置约145mm，宽5mm，长10mm。击穿孔径直贯穿电缆绝缘层。
5）解剖过程中未发现电缆接头进水情况，故障时现场环境正常，接地线连接完好，无电流超过载记录，基本排除运行原因导致。
3 故障原因分析
1）橡胶预制件本体击穿分析：击穿通道是从橡胶预制件内半导体至外半导体，最终将外部接地导体与压接管导通，同时电缆绝缘与橡胶绝缘的界面无任何爬电痕迹。橡胶件击穿通道会按照电场线方向延伸。
这种情况一般认为是橡胶预制件本身有缺陷造成的，常在安装后试验时或短时间运行后发生故障。该线路运行已经超过三年半，且击穿通道与本体缺陷产生的击穿通道不同，故由橡胶件本体缺陷造成击穿可能性较小。
2）沿面击穿分析：击穿通道沿电缆绝缘和橡胶绝缘界面自电缆导体向外半导电层；同时接头本体和电缆绝缘本体无击穿。该类击穿往往造成界面烧蚀。这种情况一般认为是施工过程中电缆界面处理不好或安装过程中绝缘表面被污染所致。本次故障并未沿界面贯穿导体至外半导电层，基本排除沿面击穿的可能性。
3）电缆绝缘击穿分析：击穿通道自电缆导体击穿电缆绝缘，再沿绝缘表面延伸至电缆外半导体。这种击穿常发生在接头绝缘结构中电场强度集中的区域。一般认为跟电缆的品质有关系。但由于该区域电缆在接头过程中经过处理，且未在该区域电缆长度内寻找到同样缺陷，初步判断由于电缆产品质量或电缆剥切时损伤主绝缘导致故障的可能性较小，但并不能完全排除。
根据上述所有可能性的判断，以及现场解剖时发现的接头偏移的情况。推定造成故障的原因是：通过解剖，发现橡胶件接头在拔出过程中，相对接头中心线发生了15mm偏移，而橡胶件的偏移直接导致电缆外屏蔽与橡胶件应力锥半导电，部分搭盖距离不足（实际搭盖距离约10mm）。搭盖距离不足可能造成电场分布不均，引起橡胶件和电缆界面间部分区域场强超出正常范围，使得局部区域在高场强下发生微弱放电。长期的微弱放电造成电缆局部绝缘性能下降，产生电树枝，最终导致整个绝缘系统击穿。
4结论
电缆线路在输电线路中占比不断提高，随之而来的施工质量问题也逐渐增加，电缆接头及终端的施工质量又是整个电缆系统的关键点。本文通过解剖分析，最终确定了该故障的原因为橡胶件安装尺寸错误。
为了避免类似故障的发生，电缆接头安装应由经验丰富的安装人员进行，并加强过程管控，详细记录每一步的安装尺寸及质量，确保安装质量符合要求。
参考文献
[1]陈朝鸿，赵威，吴尉民，李方祺，王浩州．交联聚乙烯电缆终端刀痕缺陷导致的故障分析 [J].云南电力技术,2020,48(5):20-24.
[2]曹陇平，潘玉江．110kV电缆中间接头故障分析处理与防盗对策[J].中国新技术新产品,2018, (10):74-75.
作者简介：
雷浩辖（1987-），男，硕士，高级工程师，国网四川省电力公司成都供电公司，主要从事输电电缆运维检修工作。
张昊霖（1990-），男，硕士，国网四川省电力公司成都供电公司，主要从事输电电缆运行维护、安全管理等相关工作。