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電纜冷縮中間頭制作及故障原因分析
來(lái)源:貝智特網(wǎng)絡(luò)德標(biāo)機(jī)械 | 作者:db168cn | 發(fā)布時(shí)間: 2017-07-27 | 1066 次瀏覽 | 分享到:

  對(duì)于電纜線路而言,電纜中間接頭是薄弱環(huán)節(jié),大部分電纜線路故障發(fā)生在這里,電纜中間接頭質(zhì)量好壞直接影響到電纜線路的安全運(yùn)行。電纜冷縮中間接頭因其安裝方便,無(wú)需專用工具,且具有絕緣性能好、耐高溫及酸堿性、安裝便利等特點(diǎn),現(xiàn)已基本取代熱縮中間頭,在中壓配電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。但近兩年來(lái),由于施工工藝缺陷、中間頭制作質(zhì)量等問(wèn)題,導(dǎo)致部分冷縮中間頭經(jīng)常發(fā)生絕緣擊穿。本文通過(guò)闡述冷縮電纜中間頭工藝原理及制作關(guān)鍵技術(shù)要求,對(duì)一起電纜中間頭故障原因進(jìn)行深入分析,查找故障原因,并對(duì)電纜線路安全運(yùn)行提出建議。

  1、冷縮電纜中間頭工藝原理

  冷縮電纜中間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?,F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),將這些預(yù)擴(kuò)張件套在經(jīng)過(guò)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,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,故稱冷縮電纜附件。在沒(méi)有安裝到電纜之前,冷縮電纜附件是處于高張力狀態(tài)之下,因此它必須在貯存期內(nèi)使用,以確保其彈性應(yīng)力不松馳,從而保證良好的界面特性。

  2、冷縮電纜中間頭安裝注意事項(xiàng)

  2.1、作業(yè)條件

  電纜頭的制作必須在天氣晴朗、空氣干燥的情況下進(jìn)行,其空氣相對(duì)濕度宜為70%及以下,當(dāng)濕度大時(shí),可提高環(huán)境溫度或加熱電纜,也可搭設(shè)臨時(shí)工棚,嚴(yán)禁在霧或雨中施工。施工場(chǎng)地應(yīng)清潔,無(wú)飛揚(yáng)的灰塵或紙屑。制作用的10kV電纜絕緣狀態(tài)良好、外觀應(yīng)整潔無(wú)破損,無(wú)受潮,電纜內(nèi)不得進(jìn)水,并做絕緣電阻試驗(yàn),經(jīng)試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行,對(duì)暫緩制作的電纜頭應(yīng)用密封膠密封。

  2.2、制作過(guò)程中重要注意事項(xiàng)

  2.2.1、在施工之前充分做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,制作前必須認(rèn)真閱讀電纜頭制作說(shuō)明書(shū),詳細(xì)掌握制作的工藝要求,在安裝過(guò)程中嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)要求步驟制作,切不可只憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工。

  2.2.2、交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣層強(qiáng)度較大,剝切困難,剝切時(shí)小心謹(jǐn)慎,特別是在剝切半導(dǎo)體層時(shí),避免傷到線芯的主絕緣。施工時(shí)如在主絕緣上留下細(xì)小劃痕,必須用紗布進(jìn)行軸向打磨,并涂上少量硅脂。半導(dǎo)體層的切口應(yīng)整齊,起倒角,半導(dǎo)體層與主絕緣交界處平滑過(guò)渡,無(wú)明顯臺(tái)階。

  2.2.3、保證制作時(shí)不間斷,盡量縮短制作時(shí)間。從剝切電纜開(kāi)始應(yīng)連續(xù)操作直至完成,縮短絕緣暴露時(shí)間,防止侵入雜質(zhì)、水分、氣體、灰塵等。制作完成后必須靜置30分鐘以上方可移動(dòng)電纜。

  2.2.4、應(yīng)力冷縮管的中間標(biāo)線必須與壓接管的中心線保持一致。防止一側(cè)搭接過(guò)多,一側(cè)搭接過(guò)少。要注意在電纜絕緣半導(dǎo)電層與主絕緣層斷口處均勻涂抹硅脂,以達(dá)到潤(rùn)滑及排除氣體的目的。

  2.2.5、電纜半導(dǎo)體層剝切后,必須用砂紙和清洗劑清擦干凈主絕緣表面,清擦?xí)r應(yīng)從線芯向半導(dǎo)層方向進(jìn)行,不得來(lái)回擦洗,清洗劑和砂紙不得碰到外半導(dǎo)電層,嚴(yán)禁用接觸過(guò)半導(dǎo)體屏蔽層的清洗紙清洗主絕緣層表面。

  3、冷縮電纜中間頭的故障原因分析

  下面就佛山市某地區(qū)一起10kV電力電纜中間頭由于制作工藝缺陷引起的線路故障進(jìn)行剖析。

  3.1、故障中間接點(diǎn)信息

  佛山市某地區(qū)一10kV交聯(lián)聚乙烯電纜中間接頭發(fā)生絕緣擊穿,導(dǎo)致線路故障跳閘。故障電纜信息如下:電纜中間接頭于2010年6月投產(chǎn),2011年10月發(fā)生接地短路故障,電纜型號(hào):ZRYJV22-3X300,工作電壓:8.7kV和15kV。電纜中間頭接頭制作方式采用冷縮式。

  3.2、故障接頭的檢查分析

  通過(guò)對(duì)故障電纜中間頭的解體檢查,情況描述如下:

  3.2.1、故障中間接頭的表面存在明顯擊穿孔洞,對(duì)接頭進(jìn)行從外到內(nèi)解剖,依次剝除電纜鎧裝層、防水絕緣層、銅屏蔽層,發(fā)現(xiàn)三相冷縮管的表面大部分區(qū)域熏黑,其中故障相的主絕緣完全被擊穿,銅導(dǎo)線被燒熔。

  3.2.2、剖開(kāi)故障相冷縮管,發(fā)現(xiàn)故障相主絕緣表面、冷縮管內(nèi)表面,碳化現(xiàn)象非常嚴(yán)重。檢查其他兩相,發(fā)現(xiàn)主絕緣表面有明顯的爬電現(xiàn)象,有電樹(shù)枝的痕跡,半導(dǎo)電層與主絕緣表面的硅脂已經(jīng)干涸且涂抹不均,其中一相半導(dǎo)電層剝離不整齊,且三相半導(dǎo)電層均沒(méi)有進(jìn)行倒角處理。

  3.2.3、檢查三相冷縮管與壓接管的中心線的相對(duì)位置,發(fā)現(xiàn)故障相冷縮管標(biāo)線與接頭中心線位置并不對(duì)齊吻合,有明顯偏移。

  3.3、故障原因分析

  從解剖檢查情況來(lái)分析,故障相接頭主絕緣的表面擊穿孔并不是放電的起始點(diǎn),冷縮管與主絕緣交接處很可能是本次故障的放電起始點(diǎn),而表面擊穿口只是界面爬電現(xiàn)象發(fā)展到貫穿主絕緣表面時(shí),短路電弧以最短路徑擊穿主絕緣本體時(shí)強(qiáng)大短路電流燒蝕所致。固體絕緣發(fā)生界面放電的根本原因是電場(chǎng)應(yīng)力集中.根據(jù)對(duì)故障電纜接頭的解體情況分析,判斷引起該電纜中間接頭故障的原因如下:

  3.3.1、冷縮管的中間標(biāo)線與壓接管的中心線保持一致,才能使得兩側(cè)的應(yīng)力椎達(dá)到均勻主絕緣表面電場(chǎng),分散屏蔽層斷口處的電場(chǎng)應(yīng)力的目的。該故障中間頭故障相冷縮管中間標(biāo)線與壓接頭中心線位置并不對(duì)齊吻合,有明顯偏移,從而導(dǎo)致兩側(cè)局部電場(chǎng)的應(yīng)力加劇,應(yīng)力椎未能起到均勻分散電場(chǎng)應(yīng)力的作用。

  3.3.2、半導(dǎo)電層與主絕緣表面的硅脂涂抹不均,電纜運(yùn)行一段時(shí)間后因硅脂干涸,主絕緣與冷縮管之間的界面將產(chǎn)生氣隙,局部電場(chǎng)將加劇。此外,半導(dǎo)體層剝離不整齊,且沒(méi)有進(jìn)行倒角處理,將也會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)局部電場(chǎng)加劇。

  4、結(jié)語(yǔ)

  電纜接頭的電場(chǎng)是個(gè)畸變電場(chǎng),在線芯及屏蔽層的切斷處,會(huì)產(chǎn)生電應(yīng)力集中現(xiàn)象,電場(chǎng)強(qiáng)度很大,是整個(gè)接頭的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)電場(chǎng)仿真分析,在半導(dǎo)體層過(guò)長(zhǎng)、半導(dǎo)體層過(guò)短,半導(dǎo)體層無(wú)倒角,半導(dǎo)體層與主絕緣過(guò)渡階段硅脂涂抹不均的情況下,電場(chǎng)畸變強(qiáng)度比正常情況下電纜接頭處最大電場(chǎng)強(qiáng)度高4~12倍,而尤以半導(dǎo)體層無(wú)倒角情況下電場(chǎng)畸變強(qiáng)度最大。當(dāng)電場(chǎng)畸變強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí),就會(huì)發(fā)生絕緣局部放電擊穿現(xiàn)象。

  因此,建議電纜中間接頭必須嚴(yán)格按照施工質(zhì)量控制要求及施工圖紙規(guī)范施工,防止電纜帶缺陷投產(chǎn)。對(duì)于運(yùn)行一定年限的帶中間接頭的電纜開(kāi)展電纜振蕩波局放測(cè)試,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除電纜缺陷,確保電纜線路可靠運(yùn)行。

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