高压电缆的故障原因及电缆终端制作要点探究

发表时间:2021/5/20   来源:《中国电业》2021年5期   作者:黄旭宁
[导读] 高压电缆作为电网中的重要电力传输设备之一,在电力、热力
        黄旭宁
        四川省西昌电力股份有限公司 四川省 西昌市 615000
        摘要:高压电缆作为电网中的重要电力传输设备之一,在电力、热力、化学等因素的影响下,极易发生绝缘老化故障,严重威胁到高压电缆的安全运行。因此,为了满足电力负荷安全、高效运行的要求,有必要对高压电缆发生故障的原因进行明确,在此基础上,本文还重点分析了电缆终端的制作要点,以及时发现高压电缆在运行过程中存在的问题,避免安全事故的发生。
        关键词:高压电缆;故障原因;电缆终端制作
        随着我国城乡建设规模的不断扩大,城乡用电量对高压电缆的布置标准和运行状况提出了更高要求。由于高压电缆运行环境相对复杂,再加上运行维护工作落实不到位等,极易导致高压电缆发生故障,对整个电力系统的安全生产构成了威胁。因此,在高压电缆投入运行后,施工单位应积极配合运行部门对电缆发生故障的原因进行检查,并及时落实电缆的维护和保养工作,同时施工人员还需注意把握电缆终端的制作要点,做好记录,以保证高压电缆的稳定运行。
一、高压电缆的故障原因
        随着电缆安装技术的不断发展,近两年高压电缆故障发生率呈现明显下降的趋势,但和发达国家相比,故障发生率依然偏高。原因在于我国电缆长期处于超负荷运行的状态,相关部门并未重视落实电缆运行的日常管理和维护工作。电力电缆从生产、安装、施工到投入运行,每一个环节技术或工艺不达标均会对电缆质量造成影响,从而为高压电缆的稳定运行埋下安全隐患。分析得出高压电缆出现故障的原因如下:
        (一)外力破坏。在城市道路建设过程中,高压电缆极易受到房地产、煤气、通信等市政施工的影响,具体内容为:(1)一些项目施工的机械开挖未经过审批,在开挖过程中对电缆造成了破坏,出现短路等故障;(2)电缆安装质量未达标,长时间使用易出现变形的问题;(3)在车辆碾压等外力作用下,电缆的保护套发生破损,导致下雨或洒水时一些水分渗入到电缆中,从而发生短路故障[1]。
        (二)电缆安装及施工质量影响。电缆安装和施工不达标是导致电缆故障发生的主要原因,具体表现为:(1)电缆的接头设置不合理,部分安装人员为了省事直接在距离相近的电缆中设置两个以上的接头,这属于严重的违规操作行为;(2)导体的连接管存在尖角、毛刺等问题,导致电缆接触不良;(3)电缆安装环境的湿度较大,容易造成局部受潮,从而引起电缆绝缘故障;(4)现场条件复杂。电缆施工对环境和施工工艺要求较高,而施工现场条件较为恶劣,温度、湿度和灰尘都不好控制,在一定程度上影响了高压电缆的施工质量。(5)中间接头的密封性不达标,下雨天会有雨水渗入,影响整个高压电缆的稳定运行。比如在本人负责的110kV线路迁改电缆工程中,安装人员在安装电缆时,在电缆绝缘表面留有水分未擦拭,严重影响了电缆绝缘性能的发挥,从而引起闪络故障的发生。
        (三)电缆本体质量问题。电缆本体容易出现的质量问题包括:绝缘偏心、绝缘内含有杂质、电缆受潮绝缘性能下降、屏蔽厚度不达标、电缆金属护套密封性较差等,上述质量问题均会影响到高压电缆运行的稳定性。比如在本人负责的110kV线路迁改电缆工程中,由于电缆金属护套密封性较差,导致8m电缆直接报废不能投入使用,造成一定的经济损失,同时剥开金属护套还发现电缆内已经进水,如果未能及时发现该问题直接将电缆投入运行,将会严重威胁到电缆的长期运行安全[2]。
二、电缆终端制作的要点分析
        电缆终端制作在电缆安装施工中扮演着重要角色,严格要求制作环境、制作工艺、尺寸控制等达到标准要求,这是保障高压电缆质量的关键。
        (一)在环境要求方面。

电缆的终端制作需要在现场完成,因此,选择合适的地点和时间来完成电缆终端制作,有利于提升电缆终端制作质量。电缆在投入运行后,在水分或其它杂质的影响下很容易出现局部放电故障等问题,因此,在接头施工前应严格保证电缆终端制作环境的湿度,一般控制在80%以内。如果在高温季节施工,应在套入应力锥之前,利用吹风机对电缆绝缘表面进行吹干处理,确保其在投入使用时能保持干燥,尽可能消除湿度、灰尘以及工人汗渍等对电缆制作质量的影响。
        (二)电缆接头前应对电缆加热调直。在电缆接头施工前,应对电缆进行加热调直处理,这样做的目的在于:一是电缆内部在放电过程中因为扭曲会产生一定的机械应力,而通过对电缆的加热调直可以消除这种机械应力;二是电缆绝缘表面在热胀冷缩的影响下尺寸会发生变化,对电缆加热调直可以将尺寸控制在合理范围内。
        (三)绝缘屏蔽末端处理。对电缆末端进行绝缘处理是电缆接头施工中最关键的一个环节,该环节对施工人员的技术提出了更高要求,如果在绝缘处理过程中出现技术失误,则会导致电缆末端出现凹坑、台阶等问题。
        (四)绝缘表面的处理。在高压电缆接头装配过程中,常用到接头的类型有以下两种:(1)装配式电缆接头。该类型电缆接头对绝缘外径、尺寸以及平整度等有着较高要求,比如绝缘外径误差应控制在0.5mm内,尺寸误差在1mm内。在某线路迁改电缆工程中,施工人员未按照标准对电缆主绝缘层进行处理,导致主绝缘层厚度被削去了1.2mm,破坏了本段电缆的使用性能,经济成本也由此增加。(2)预制式电缆接头。该类型电缆接头的技术系统较为成熟,对绝缘表面的平整度要求不高,但需将绝缘外径和尺寸误差分别控制在4mm、12mm内。在对电缆终端进行打磨处理后,需利用高热电吹风对应力锥和电缆绝缘表面进行吹干、加热处理,以提升电缆表面的平整度[3]。
        (五)导体连接。一般情况下,高压电缆导体连接可采用六角模对其进行围压处理,按照先中间后两边的顺序。在压接施工前,应对电缆的位置、钳头磨具高度进行调节,确保在压接过程中管线能与电缆的高度保持在同一水平面上。在压接施工完成后,可以将六角模停留10s左右,等压接部位的金属塑件变形状态区域稳定后,再将六角模移走,有利于消除压接压力,从而保证电缆终端的制作质量。
        (六)应力锥尺寸定位。在对电缆应力锥尺寸进行定位时,通常采用两端定位的方法,具体操作内容为:用笔对电缆两头半导电层的适当位置进行标记,在开始套应力锥时,要确保应力锥两端和电缆两端的标记具有相同长度,这种定位方法准确度高、误差小,在实际应用中效果良好。
        (七)保证电缆接头的密封性。我国南方地区气候偏湿冷,在电缆投入运行的过程中,难以避免没有水分渗入,因此,保证电缆接头密封的良好性对于延长电缆的使用年限具有重要意义,使线路通畅,并保证电缆接头处的绝缘等级,使其安全可靠地运行。若是密封不良,不仅会漏油造成油浸纸干枯,而且潮气也会侵入电缆内部,使纸绝缘性能下降分两次进行,第一次封堵,第二次确保铅封没有气孔。上述密封操作完成后,再根据厂家的要求对电缆进行包缠处理。
总结:
        综上所述,外力、电缆施工和电缆本体质量不达标等是导致高压电缆故障出现的主要原因,直接威胁到高压电力系统的稳定运行,因此,在电缆安装施工中,应严格把好电缆在生产、施工、维护等环节的质量关 ,以为电网的安全运行提供优质的电缆成品。电缆终端接头制作也是高压电缆施工中的一个重要环节,熟练掌握其制作要点,处理好细节,对于保障高压电缆的安全、高效运行具有深刻意义。
参考文献
[1]袁平.CB-360型高压电缆终端故障分析及改进措施[J].百科论坛电子杂志,2019,000(008):681.
[2]顾蓉,王艳鹏,耿庆鲁.高压电缆终端的制作及红外热像仪对其运行的维护[J].氯碱工业,2019,055(002):1-3.
[3]蓝建兴.110kV高压电缆故障分析及运行维护措施研究[J].数字通信世界,2019,169(01):250-251.
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