高壓終端電纜頭故障原因分析及對(duì)策

1、論文摘要：根據(jù)當(dāng)前萊鋼供配電系統(tǒng)中高壓電纜頭選型、配置、使用情況，結(jié)合實(shí)際的電力停電案例，對(duì)高壓電纜頭發(fā)生短路、爆炸等事故的原因進(jìn)行了全面、深層次的分析；總結(jié)、梳理了各種有效的防范措施和對(duì)策。論文關(guān)鍵詞：高壓電纜頭,故障,原因,對(duì)策近幾年，隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，供配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性對(duì)安全生產(chǎn)的影響和制約因素暴露日益明顯和突出。通過(guò)對(duì)萊鋼自2003年以來(lái)所發(fā)生的171例典型電力停電事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和匯總，發(fā)現(xiàn)因終端電纜頭著火、電纜頭爆炸等局部異常因素而帶來(lái)的電力停電事故占有非常突出的位置；為了確保電纜頭的運(yùn)行可靠性，從電纜頭附件的選型和應(yīng)用方面，公司不斷加大電氣投資力度，冷縮電纜頭

2、技術(shù)在萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛的普及和應(yīng)用，從電纜頭附件自身的選型和使用質(zhì)量方面得到了有效地保證，但實(shí)際生產(chǎn)中因電纜頭局部故障而引發(fā)的電氣停電事故仍然沒有得到根本性的遏制和消除，不同程度地仍然持續(xù)威脅著萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。1高壓終端電纜頭的故障原因分析與電纜本體相比，電纜終端是薄弱環(huán)節(jié)，約占電纜線路故障率的95%。由于電纜頭制作、接線施工工藝存在多個(gè)中間導(dǎo)體連接環(huán)節(jié)，連接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大，溫升加快，發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚、連接松動(dòng)或開焊，進(jìn)而接觸電阻更大，溫升更快。如此惡性循環(huán)，致使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路、對(duì)地?fù)舸┓烹娀蛑穑罱K引發(fā)電纜頭著火燒毀或爆炸事故等。通過(guò)對(duì)萊

3、鋼生產(chǎn)系統(tǒng)中近幾年發(fā)生的實(shí)際電纜頭運(yùn)行故障進(jìn)行深層次原因分析，連接點(diǎn)接觸電阻增大、接頭發(fā)熱是最終造成電纜頭故障的主要誘因。造成接觸電阻增大的主要原因有以下幾點(diǎn)：1.1電纜頭制作過(guò)程中連接工藝不良1.1.1連接金具接觸面處理不好。無(wú)論是接線端子或連接管，由于生產(chǎn)或保管的條件影響，管體內(nèi)壁常有雜質(zhì)、毛刺和氧化層存在，這些不為人們重視的缺陷，對(duì)導(dǎo)體連接質(zhì)量和絕緣帶的纏繞質(zhì)量等有著重要影響。不嚴(yán)格按工藝要求操作，就會(huì)造成連接處達(dá)不到規(guī)定的電氣和機(jī)械強(qiáng)度，甚至使絕緣帶被扎傷。實(shí)際運(yùn)行證明，當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔、抗金屬氧化措施愈到位，在接頭溫度升高時(shí)，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻Rt就愈小，

4、連接點(diǎn)部位的電氣和機(jī)械強(qiáng)度性能就越好。1.1.2導(dǎo)體損傷。由于電纜的絕緣層強(qiáng)度具有較大的剝切困難，環(huán)切時(shí)施工人員用電工刀環(huán)剝，有時(shí)用鋼鋸環(huán)切深痕，因掌握不好剝切度而使導(dǎo)線損傷，在線芯彎曲、壓接蠕動(dòng)時(shí)，會(huì)造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易被發(fā)現(xiàn)，造成受損傷的電纜線芯在運(yùn)行中因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。1.1.3導(dǎo)體連接時(shí)線芯不到位。導(dǎo)體連接時(shí)絕緣剝切長(zhǎng)度要求壓接金具孔深加5mm，但因零件孔深不標(biāo)準(zhǔn)，易造成剝切長(zhǎng)度不夠，或因壓接時(shí)串位使導(dǎo)線端部形成空隙，僅靠金具壁厚導(dǎo)通，致使接觸電阻增大，發(fā)熱量增加。1.1.4連接金具空隙大。目前,市場(chǎng)上供給的電纜接頭連接金具，從理論上講其截面與電纜線芯的有

5、效截面是一樣的，但從運(yùn)行實(shí)際比較，二者的壓接效果相差甚遠(yuǎn)。由于連接金具內(nèi)、外壁之間的厚度的差異，導(dǎo)致電纜線芯與金具內(nèi)徑之間出現(xiàn)一定的空隙，壓接后達(dá)不到足夠的壓縮力，造成接觸不良現(xiàn)象。1.1.5產(chǎn)品質(zhì)量差。假冒偽劣金具不僅材質(zhì)不純，外觀粗糙，壓后易出現(xiàn)裂紋，而且規(guī)格不標(biāo)準(zhǔn)，有效截面與正品相差很大，根本達(dá)不到壓接質(zhì)量要求；在正常情況下運(yùn)行發(fā)熱嚴(yán)重，負(fù)荷稍有波動(dòng)必然發(fā)生故障。1.1.6截面不足。當(dāng)前萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的電力電纜多為交聯(lián)電纜。以ZQ3240油紙銅芯電纜和YJV223150交聯(lián)銅芯電纜為例，在環(huán)境溫度為25時(shí)，將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量進(jìn)行比較得出的結(jié)論是：ZQ2一3240油紙銅

6、芯電纜可用YJV223150交聯(lián)銅芯電纜替代。在對(duì)上述兩種類型的電纜分別進(jìn)行電纜頭制作時(shí),正常情況下必然分別選用與之規(guī)格相匹配的連接金具,從而自然而然地出現(xiàn)了連接金具的截面差。由此可見連接金具截面不足可能是交聯(lián)電纜接頭發(fā)生發(fā)熱故障幾率高的一個(gè)重要原因；在當(dāng)前現(xiàn)狀下，連接金具的選型和使用問(wèn)題有待于進(jìn)步的研究和分析。1.1.7電纜終端頭金屬屏蔽層、鎧裝層與引出接地線之間連接不可靠，存在連接點(diǎn)導(dǎo)線纏繞不牢固、虛焊現(xiàn)象，接觸電阻增大，電氣和機(jī)械強(qiáng)度降低。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，電纜線路的運(yùn)行特點(diǎn)，導(dǎo)致該部位存在一定的對(duì)地容性電流通過(guò)，連接點(diǎn)溫度異常升高，接觸電阻更大，熱積累因素的存在，最終引發(fā)該部位著火。1.2電纜頭接線工藝不良。電纜頭與開關(guān)柜內(nèi)部接線銅排等外設(shè)設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)體連接的過(guò)程，同樣是引發(fā)電纜頭發(fā)熱著火或爆炸等事故不可輕視的重要環(huán)節(jié)。1.2.1電纜終端三芯分相以下在支架上安裝固定不牢固或不固定，電纜頭自身、電纜頭與外設(shè)設(shè)備連接點(diǎn)遭受額外的下拉力及機(jī)械擠壓等，誘發(fā)了有效連接松動(dòng)、變形等異常因素出現(xiàn)而導(dǎo)致連接點(diǎn)接觸電阻增大、絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度故障的發(fā)生。1.2.2電纜頭部位三相電纜線芯的彎曲半徑不夠,導(dǎo)致電纜線芯和電纜頭絕緣附