孟昭明
摘要：2012年至今我厂共发生七起电缆分支箱接地烧毁，造成线路大面积停电故障，给油田生产及周边居民的生活造成了极大的影响。本文通过对我厂电缆分支箱内电缆接头的运行方式以及运行状况进行分析，找出了造成分支箱故障的具体原因，并提出了对电缆终端头制作工艺以及电缆连接方式的整改措施，用以提高我们对电缆终端头制作工艺及维护水平，同时为相关人员提供参考，避免类似事故发生，促进油田电网平稳可靠运行，保障油田企业及居民的生产生活供电要求。
关键词：电缆分支箱；应力锥；防水弯
一、引言
电缆分支箱作为输配电电缆的分接、控制设备在油田电网中得到了广泛的推广与应用。箱内的断路器以及保护设备可为长距离输配电电缆的开断及控制提供保护；同时在电缆发生故障时可作为故障点接头的连接设备，减少了电缆中间接头的数量，在电缆长时间运行以及其他关联设备发生故障时可以有效的消除事故隐患。但是由于箱内电缆头的制作工艺以及现场运行的复杂性使得箱体本身也成为了影响电网可靠运行的故障点，近两年我厂共发生了多起由于电缆分支箱接地烧毁造成的线路停电故障，给周边居民生活以及油田生产造成了极大的影响。
二、电缆分支箱烧毁原因分析
2012年我厂共投入运行电缆分支箱81座，其分类及故障率如表一所示：
表一：电缆分支箱分类及故障率
箱内含上杆出线箱内不含上杆出线
分支箱数量25（占全部分支箱30%）56（占全部分支箱70%）
故障数70
故障率28%0
由图表可以看出，占全部分支箱总数仅为30%的箱内含上杆出线的分支箱发生故障率高达28%，而箱内不含上杆出线的分支箱未发生一起故障。以钻井公司专用线2#电缆分支箱接地烧毁为例，箱内燃烧侧共两处电缆接头，分别是主干线出线以及分支线路的上杆出线，故障处理过程中发现上杆电缆线芯内有水滴，箱内燃烧痕迹表现为上杆出线边相放电后烧毁。同时对其它几起电缆分支箱烧毁故障的勘查分析中发现两点共同特点：一是故障均发生在雨季，箱内潮热；二是这些分支箱均有上杆电缆出线，并且上杆电缆箱内接头处放电烧毁现象严重。通过这两个特点可以初步判定电缆分支箱烧毁主要是因为箱内上杆电缆接头处渗入的雨水造成电场的异常分布，局部出现放电通道，放电过程中电能转化为热能，长时间运行后的热能积累最终导致电缆分支箱烧毁。
我厂变电所出线电缆存在反水现象的很多，但未发生一起终端头击穿现象。这是因为电能转换为热能需要一定的介质连接构成放电回路，电能通过放电通道的异常传送过程产生热能。变电所内电缆接头裸露在空气中，即使上杆电缆渗水造成了接头处有反水，反水也会沿着电缆表面流出，不会在接头处淤积，这样就不会构成放电通道，因此不会产生绝缘击穿故障。
主要由对接套管、外护套、电缆端子以及半导体应力锥构成（可导电）。
电缆接头安装完成后，电缆处于封闭的运行场所，正常运行条件下，电缆线芯与半导体应力锥有明显分隔层（电缆绝缘层），护套内电场均匀分布，无中间介质构成放电通道。但在雨季，由于上杆电缆头绝缘层老化开裂以及与架空线路连接处的开放性造成水流沿线芯逐渐渗入到箱内终端连接处，护套内线芯与应力锥通过线路反水形成了放电通道，同时与外护套上的接地线构成了放电回路。
放电回路形成后，电缆接头处异常放电，护套内绝缘流失，长时间运行或受关联故障的影响使得电压异常波动，导致电缆绝缘击穿故障，最终造成分支箱烧毁。
三、电缆分支箱改造技术措施
为消除箱内含上杆出线的分支箱事故隐患，根据事故形成原因分析，需要从箱内放电回路的各部分组成逐一进行技术整改，同时将分支箱改造措施分为将投运分支箱与已运行分支箱两类，对于即将投运的电缆分支箱措施如下：
1、预制防水弯
上杆电缆终端是雨水进入箱体的唯一通道，电缆的防水弯是通过对上杆电缆终端的每相电缆通过人工弯曲，使其在高于接头处形成一个向上突起。这样可以消除连接处雨水受重力因素沿电缆向箱内渗流。通过对杆上电缆预制防水弯，可以在源头消除事故隐患。
2、加装绝缘护套
电缆受运行环境以及运行年限的影响造成箱内及杆上电缆绝缘层老化开裂，在雨季以及箱体内潮湿的状况下会有水流从绝缘层渗入。因此需要对终端接头的每相电缆加装热缩绝缘护套，这样既延长了电缆的使用寿命还可以提高电缆绝缘性能。
以上两种措施是在事故源头消除产生放电通道的诱因，但对于已经运行一段时间特别是经历了雨季后的电缆分支箱，线芯内反水的已具有存在的可能性，此时预制防水弯和加装绝缘护套不能彻底消除事故隐患，对于此类电缆分支箱，则需要改变电缆接头构造，破坏放电通道形成的内部环境，具体做法如下：
3、取消应力锥
应力锥在电缆终端内主要起到屏蔽电场，均匀电场分布的作用，但是它的存在使得电缆终端形成了密闭的空间，沿线芯渗入的雨水不能流出。应力锥取消后，线路反水能随时排出，无法形成放电通道（如图一）。
图一、取消应力锥
同时为防止应力锥的的取消造成的电场异常部分，需要将护套内每相电缆绝缘层外热缩一层不会造成护套内密闭的半导体热缩件。这样即可以保障电场均匀分布，又不影响反水直接排除。
4、拆除接地线
外护套上接地线是构成放电回路的重要组成部分，由于分支箱内电缆三叉口以及上杆电缆都有接地保护，因此拆除外护套上的接地线在阻断放电回路的形成时不会对电缆及箱体的接地保护造成影响。
四、分支箱改造带来的启示
通过电缆分支箱整改措施的分析可知箱内不含上杆出线的分支箱对电网的平稳运行不会产生影响，而对于箱内含上杆出线的电缆必须通过技术改造才能消除其事故隐患，这对今后二厂电力管理维护工作带来了如下启示：
（1）将对含上杆电缆分支箱的技术改造措施告知施工单位，并作为验收重点，要求施工单位必须按照改造措施的要求对分支箱进行整改。在今年南三路及南六路的改造过程中，电力维修大队要求施工单位对需要整改的分支箱在投入运行前全部进行了技术改造。
（2）对已经投入运行的铁人大道两侧以及二厂周边的电缆分支箱，为消除其事故隐患，我大队已经对部分含上杆电缆的分支箱进行了技术改造，并计划在2014年全部完成。
（3）在今后的电网检修中要将对上杆电缆的改造作为检修重点工作之一，对所有上杆电缆预制防水弯并加装绝缘护套。
（4）通过一年的运行观察，2014年全年未发生一起电缆分支箱烧毁故障，事实说明我队对电缆分支箱改造方法措施得当。
参考文献：
[1]于景峰.电力电缆实用技术.中国水利水电出版社，2002
[2]丁雪峰.35kV及以下电力电缆技术.化学工业出版社，2008
作者简介：
孟昭明 男，本科生，现工作于大庆油田第二采油厂电力维修大队。
论文作者:孟昭明
论文发表刊物:《电力设备》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/11/2
标签：电缆论文; 分支论文; 护套论文; 箱内论文; 故障论文; 应力论文; 终端论文; 《电力设备》2015年3期供稿论文;