冷縮電纜終端頭故障分析和防范

1、冷縮電纜終端頭故隙原因分析和防范措施一、冷縮電纜終端頭技術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）在工廠內注射硫化成型，再經擴徑、襯以塑料螺旋支撐物構成各種電纜附件的部件?，F場安裝時，將這些預擴張件套在經過處理后的電纜末端或接頭處，抽由內部支撐的塑料螺旋條（支撐物），壓緊在電纜絕緣上而構成的電纜附件。因為它是在常溫下靠彈性回縮力，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，電場處理仍采用應力錐型式或應力帶繞包式?，F在普遍都采用冷收縮應力控制管，電壓等級從10KV到35KVo冷縮電纜終端頭，1KV級采用冷

2、收縮絕緣管作增強絕緣，10KV級采用帶內外半導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、適用范圍寬和產品規(guī)格少等優(yōu)點。與熱收縮式電纜附件相比，不需用火加熱，且在安裝以后挪動或彎曲不會像熱收縮式電纜附件那樣由現附件內部層間脫開的危險（因為冷縮電纜終端頭靠彈性壓緊力）。與預制式電纜附件相比，雖然都是靠彈性壓緊力來保證內部界面特性，但是它不像預制式電纜附件那樣與電纜截面一一對應，規(guī)格多。必須指由的是，在安裝到電纜上之前，預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，冷收縮式部

3、件不應有明顯的永久變形或彈性應力松弛，否那么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。以下對冷縮電纜終端頭的結構、安裝工藝及考前須知作一簡介。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)定的尺寸剝去電纜外護層、鋼帶（假設有鋼帶）、內護層及線芯問填料（鋼帶剝切長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套管長度相適配）。內護層留10mm,鋼帶留25mm。然后將電纜端部約50mm長一段外護層擦洗干凈。（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

4、固定在鋼帶上。假設要求鋼帶與線芯屏蔽分開接地，那么應另取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由。注意：鋼帶接地線和線芯屏蔽接地線在終端頭內不可有電氣上的連通。為了防止水汽沿接地線進入電纜，在外護層上先用防水帶包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，先抽由下端內部塑料螺旋條，然后再抽由三個指管內部塑料螺旋條，在線芯分叉處收縮壓緊。(4)安裝冷收縮護套管。將三根冷收縮護套管分別套在三根線芯上、下部覆蓋分支套指管15mm,抽由管內塑料螺旋條，在線芯銅屏蔽上收縮壓緊。

5、假設為加長型戶內終端頭，那么用同樣方法收縮第二根冷收縮護套管，其下端與第一根搭接15mm。護套管末端到線芯末端長度應等于安裝說明書規(guī)定的尺寸。(5)從護套管口向上留一段銅屏蔽(戶外終端頭留45mm,戶內終端頭留30mm),其余剝去。留下10mm半導電層，其余半導電層剝去，并按接線端子孔深加10mm剝去線芯末端絕緣。(6)從鋼屏蔽帶末端10mm處開始繞包半導電帶直到覆蓋電纜絕緣10mm,然后返回到銅屏蔽帶上，要求半導電帶與絕緣交界處平滑過渡(無明顯臺階)。(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.并在包繞半導電帶及附近絕緣外表涂少許硅脂。套入冷收縮絕緣件

6、到安裝說明書所規(guī)定的位置，抽由塑料螺旋條，在電纜絕緣上收縮壓緊(假設接線端子平板寬度大于冷收縮絕緣件內徑時，那么應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志帶。2 .單芯電纜終端頭比三芯電纜終端頭的結構和工藝簡單，不需要安裝分支套和線芯上的護套管，其余和三芯電纜終端頭根本相同。3 .三芯電纜接頭其安裝工藝與預制件接頭類似，但應注意以下不同之處：(1)將冷收縮接頭主體套在剝切較長的一端電纜線芯上時，塑料螺旋條的抽頭應朝向該端電纜芯分叉處(2)有關部件全部套在電纜線芯上后，兩端電纜導體與

7、壓接管不必像預制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，在半導電層與絕緣交界處及絕緣外表均勻涂抹由制造廠提供的專用混合劑。(4)安裝屏蔽銅網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，兩端覆蓋電纜外護層各60mm,再用鎧裝帶繞包整個接頭外表，固化后有良好的機械保護作用。這種銷裝帶(armorcast)是預浸漬可固化的黑色聚氨酪玻璃纖維編制帶，真空包裝。使用前先翻開包裝，灌水15s后將水倒由，即可使用。也可采用其它適宜的保護層或保護盒。二、電纜附件適用標準適用標準主要有三個層次：第一層：IEC標準IEC62076?額定電壓150kVUm

8、=170kV以上至500kVUm=550kV擠由絕緣電力電纜及其附件的電力電纜系統(tǒng)-試驗方法和要求？IEC60840?額定電壓30kVUm=36kV以上至150kVUm=170kV擠由絕緣電力電纜及其附件試驗方法和要求？IEC60859?額定電壓V及以上氣體絕緣金屬封閉開關的電纜聯(lián)接裝置？IEC60502?額定電壓1kVUm=V以上至30kVUm=36kV擠由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套帶有銅或鋁體，但不包括壓氣和充油電纜？第1局部“電纜及附件試驗中第七章：附件的型式試驗IEC61442?額定電壓6kVUm=V至U30kVUm=36kV電力

9、電纜附件試驗方法？第二層次：國家標準GB標準GB/Z18890?額定電壓220kVUm=250kV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?電纜附件試驗方法？GB9327?電纜導體壓縮和機械連接接頭試驗方法？GB14315?電線電纜導體用壓接型銅、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根本技術要求？已下放為JB/T8144第三層次：行業(yè)標準JB標準機械行業(yè)協(xié)會標準JB/T8144?額定電壓26/35kV及以下電力電纜附件根本技術要求？原GB11033JB6464?額定電壓26/3

10、5kV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型、戶外型瓷套是終端？JB6466?額定電壓V及以下電力電纜戶內型、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V及以下電力電纜戶內型、戶外型澆注式終端？JB7832?額定電壓V及以下電力電纜直通型澆注式接頭？JB/T8501.1?額定電壓26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內型、戶外

11、型預制裝配式終端？JB/T8503.2?額定電壓26/35kV及以下塑料絕緣電力電纜戶內型、戶外型預制裝配式終端三、冷縮電纜終端故障原因分析及防范措施下面就公司風電場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，進一步標準電力電纜終端頭制作工藝，保障電纜的平安運行。1 .故障情況：風電場自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相半導體層斷開處絕緣擊穿事故，幾起故障電纜型號均為YJV23-35KV-3X50,終端頭均采用冷縮制作。根據電纜型號及敷設方式，電纜運行的載流量未超過設計值，電纜運行時并無過載現象，并且電纜頭故障發(fā)

12、生前35KV系統(tǒng)并無接地現象。由上電纜頭擊穿圖可知，故障點均在電場畸變最嚴重的銅屏蔽層斷口和半導體層斷口處，主絕緣材料熱熔后流失，銅屏蔽剝切口至半導體層剝切口線芯已局部裸露。電纜絕緣層外表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，導致放電。2半導體剝切時將主絕緣劃傷，造成此處絕緣最薄弱,擊穿電壓過低。2 .原因分析：對終端頭來說，電場畸變最嚴重處為金屬屏蔽斷開處，造成電場畸變的主要原因是：在電纜屏蔽的切斷處，會產生電應力集中現象，電場強度最大，是整個接頭的薄弱環(huán)節(jié)，同時，由于變電站現場運行環(huán)境較差，半導體層與主絕緣外表結合處不可防止會侵入灰

13、塵、氣體等雜質，眾所周知，雜質，氣隙，尖角毛刺是造成固體絕緣介質沿面放電的主要原因，所以在電纜制作工藝方面可能導致冷縮電纜終端頭絕緣擊穿的原因有以下幾點：1剝切內護套時，劃傷銅屏蔽層，造成斷口處電場強度增強，容易放電。2剝切銅屏蔽時，用力不當，劃傷半導體層，容易存在氣隙。3剝切電纜半導體層時，用力不當，使主絕緣層外表有傷痕，容易存在氣隙。4銅屏蔽斷開處和半導體層斷開處有尖角毛刺未處理平整。5電纜半導體屏蔽層剝切后，沒有去除干凈，其半導體殘留在主絕緣層上，或清擦時沒有遵循工藝要求，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，產生閃絡放電。6安裝附件時應力管與絕緣屏蔽搭接少于20mm,

14、交聯(lián)電纜因內應力處理不良時在運行中會發(fā)生較大收縮，容易產生氣隙。上述操作均會在各部位產生氣隙、雜質或是尖角毛刺,對于交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜來說，它耐局部放電性能差，受雜質和氣隙及水份的影響很大，在這些缺陷處易產生局部電場集中，發(fā)生局部放電。熱膨脹系數大，熱機械力效應嚴重。另外，由于運行中的彎曲變形、冷熱作用，金屬屏蔽層與絕緣層之間就更易產生氣隙，氣隙的局部放電，雖然不會立即導致整個介質的擊穿，但是絕緣內部空隙處逐步形成電樹枝，并向縱深開展，絕緣加速老化直至發(fā)生絕緣電擊穿或熱擊穿；同時金屬屏蔽斷口處如果有尖角毛刺，此處就會存在集中的高場強，引發(fā)絕緣介質的樹枝狀裂紋，由現樹枝狀放電。電樹枝在開展中必然

15、伴隨著局部放電，而局部放電又促進樹枝的生成與成長。交聯(lián)電纜絕緣對絕緣微孔雜質及半導體屏蔽微孔及突起尺寸的要求非常高。實際上，交聯(lián)電纜的質量水平特別是其長期性能，本質上是由絕緣材料、絕緣內微孔雜質和半導體屏蔽微孔及突起的尺寸決定的，因此，劃傷主絕緣或半導體層都會人為地擴大絕緣內微孔雜質和半導體屏蔽微孔雜質的尺寸，使得擊穿電壓下降?？梢?，在電纜終端頭制作時,要嚴格執(zhí)行電纜頭制作工藝標準，并在電纜刀剝切過程中對力度的把握尤為重要。3 .防范對策：鑒于交聯(lián)電纜本身的諸多缺點和冷縮電纜終端頭制作中施工人員不易注意的細節(jié)而導致電纜終端頭局部放電或電樹枝放電，提由以下防范對策及考前須知：1嚴格控制電纜剝切尺寸，每剝除一層不可傷及內層結構。2剝切銅屏蔽層時，應用細扎絲或扎帶扎好，使斷口處不產生尖角毛刺。3半導體層斷面應光滑平整，與絕緣層的過渡應光滑。4電纜絕緣層剝切后，應用細砂紙仔細打磨主絕緣層外表，使其光滑無刀痕，無半導體殘點。清洗絕緣層外表必須用清洗溶劑從線芯向半導體層方向，嚴禁用接觸過半導體屏蔽層的清洗紙清洗主絕緣層外表。5打磨和清洗主絕緣時，清洗劑和砂紙不得碰到外半導電層，以免清洗劑溶解半導電層，砂紙打磨遺留雜質去除不干凈導致放電。6用硅脂填充電纜絕緣半導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格符合規(guī)定的要求