何华
（广东电网有限责任公司中山供电局沙溪供电分局）
摘要：本篇文章主要从电网系统中市场交联电缆时常发生的故障原因进行了全面详细的分析，并且提出了解决对策。
关键词：交联电缆；接头故障；对策
引言
交联电缆由于载流能力强，电流大，对导体连接质量要求就更为严格。由于接头部位在供电线路中属于一个薄弱环节，易发热，易击穿，长期运行中各种接头将经受很大的热应力和较长持续时间的短路电流的影响，所以对接头所要求机械性能和电气性能要求越来越高。在接头材料中，电缆本体质量不容质疑，同时交联电缆附件也不是附属的，它与电缆是同等重要，是必不可少的部件，也是与安全运行密切相关的关键产品。
一、电缆接头的基本要求
安装电缆头时，必然会破坏了电缆原有的密封，电缆外屏蔽层切断从而引起外电场畸变，各种电缆接头就是把电缆重新密封起来，通过包一些绝缘材料以保证电缆的绝缘水平。对电缆的基本要求主要有以下几点：
（1）绝缘可靠。满足电缆线路在各种状态下耐受工频和脉冲电压，并留有一定的裕度。
（2）导体连接良好。对于终端头，要求线芯与出线梗、出线鼻子有良好的连接；对于中间接头，则要求线芯与连接管之间有良好的连接，接头处电阻与同长度、同截面导体的电阻之比不小于 1。
（3）应有足够的机械强度和良好的耐热性。连接处的拉伸强度不应低于导体本身的拉伸强度的 60%，应抗腐蚀、抗震动。
（4）接头位置需要密封良好。避免外界的水及导电介质侵入电缆内部。
（5）电缆中间接头在运行中应有明确的标记，需要有电缆井或其他可靠的保护，不可承受外部施加的作用力。
二、交联电缆接头故障原因分析
（1）压力不够。现今有关资料在制作接头工艺及标准图中只提到电缆连接时每端的压坑数量，而没有详述压接面积和压接深度。不论是哪种形式的压力连接，接头电阻主要是接触电阻，而接触电阻的大小与接触力的大小和实际接触面积的多少有关，还与使用压接工具的出力吨位有关，而且压接到位后上下压模不能吻合。
（2）绝缘层损伤。交联电缆半导电层与绝缘层由于粘合紧密，剥开半导层时强度较大，在施工中由于场地或电缆井空间有限，存在剥切困难，环剥时施工人员没有采用专用的刀具，而是采用普通的电工刀环剥，因掌握的力度不均匀或用力过猛，导致划伤到绝缘层后没有用砂纸打磨光滑，导致绝缘电阻下降、在通电运行中电场分布不均匀，产生局部放电现象，随着绝缘加速老化与放电严重，最后导致电缆头击穿烧坏事故。
（3）连接金具空隙大。现在，多数单位交联电缆接头使用的连接金具，还是油纸电缆按扇型导线生产的端子和压接管。从理论上讲圆型和扇型线芯的有效截面是一样的，但从运行效果比较，二者的压接效果相差甚远。由于交联电缆导体是紧绞的圆型线芯，与常用的金具内径有较大的空隙，压接后达不到足够的压缩力。接触电阻Rt 与施加压力成反比，因此将导致 Rt 增大。
（4）连接金具接触面处理不好。无论是接线端子或连接管，由于生产或保管的条件影响，管体内壁常有杂质、毛刺和氧化层存在。铝表面极易生成一层坚硬而又绝缘的氧化铝薄膜，使铝导体的连接要比铜导体的连接增加不少难度。实际运行证明，当压接金具与导线的接触表面愈清洁，在接头温度升高时，所产生的氧化膜就愈薄，接触电阻 Rt 就愈小。
（5）工艺不良。主要是指施工人员在压接铜连接管时没有将连接管上的棱角、毛刺打磨平整、金属颗粒清洁不干净。
（1）在施工时由于半导层与铜屏蔽过度之间应力处理不当，造成应力锥电场分布不均匀，就极易造成薄弱点位置击穿，绝缘电阻下降，最终导致中间接头相间短路故障。
（2）金具截面不足，金具产品质量差。金具截面不足，载流性能降低，对运行大电流线路中就会产生交联电缆接头发热现象。假冒伪劣金具不仅材质不纯，外观粗糙，压后易出现裂纹，而且规格不标准，有效截面与正品相差很大，根本达不到压接质量要求；在正常情况下运行发热严重，负荷稍有波动必然发生故障。
（3）电缆接头处得绝缘恢复和密封工艺不好，电缆接头中含有潮气和空气，在雨雾天气接头进水，造成绝缘性能恶化，甚者造成电缆击穿。
（4）散热不好。绕包式接头和各种浇铸式接头，不仅绕包绝缘较电缆交联绝缘层为厚，而且外壳内还注有混合物，就是最小型式的热缩接头，其绝缘和保护层还比电缆本体增加一倍多，这样无论何种型式的接头均存在散热难度。现行各种接头的绝缘材料耐热性能较差，J-20 橡胶自粘带正常工作温度不超过 75℃；J-30 也才达90℃；热缩材料的使用条件为-50～100℃。当电缆在正常负荷运行时，接头内部的温度可达 100℃；当电缆满负荷时，电缆芯线温度达到 90℃，接头温度会达 140℃左右，当温度再升高时，接头处的氧化膜加厚，接触电阻 Rt 随之加大，在一定通电时间的作用下，接头的绝缘材料碳化为非绝缘物，导致故障发生。
三、技术改进措施
（1）选用技术先进、工艺成熟、质量可靠、能适应所使用的环境和条件的电缆附件。对假冒伪劣产品必须坚决抵制，对新技术、新工艺、新产品应重点试验，不断总结提高，逐年逐步推广应用。
电缆应用范围广，连接方式要求各不相同，电缆附件品种繁多，具有不同的特点及局限性，一般不能相互取代。常见的有：绕包式、热缩式、浇注式、插入式、冷缩式几种。其中绕包式电缆附件易脱落，散热性能差，负荷变动接头部位热量无法散发出去，出现局部温度，是重大不安全因素；浇注式工艺复杂，时间长，不宜控制安装质量。冷、热缩式电缆接头施工简便，质量可控性强。具体特性见表 1。
（2）线芯连接采用材质优良、规格、截面符合要求，能安全可靠运行的连接金具。中低压电缆中间接头的连接一般采用压接法。如果压接管内径与导线线芯配合不当，空隙过大会使接头电阻值过大，正常运行时产生高温高热易造成主绝缘老化击穿。连接管、线芯表面的棱角、毛刺若不打磨光滑易造成电场集中引起尖端放电击穿。
资料显示，连接芯线的接触电阻必须小于或等于回路中同一长度线芯电阻的 1.2 倍，抗拉强度一般不低于线芯强度的 70%。必须满足电缆在各种运行状态下安全运行。其绝缘强度要留有一定裕度，密封性好，水分及导电不能侵入接头内。
（3）选用压接吨位大、模具吻合好、压坑面积足、压接效果能满足技术要求的压接机具。做好压接前的截面处理，并涂敷导电膏。
（4）培训技术精湛、工艺熟练、工作认真负责，能胜任电缆施工安装和运行维护的电缆技工。
（5）设备运行部门应加强对工程公司施工人员制作电缆附件资质的监管力度，在取得相应的资质或合格证明后方可从事电缆头及其附件安装制作。
下面以 10k V 热缩中间接头为例做详细说明：
A.在一侧电缆上套内、外热缩管，
B.剖切电缆外护套（L≥500mm），
C.在距外护套剖切口50mm处刺锯恺装钢带，并制夹压接地线，
D.距钢带剖切门50mm处，剖切内护套，
E.距内护套剖切口100~ 150mm处去除铜屏蔽带，保留部分的屏蔽带用细钢线绑扎。屏敲带外留20mm半导体布。
电缆剖切尺寸（单位：mm）
F.用酒精清洗三相交联聚乙烯绝缘层表面，以除净半导电薄膜，并分相套入铜屏蔽网及相热缩管；
G.根据1/2连接管的长度L加5mm，剖切交联聚乙烯绝缘层，然后用酒精清洁线芯表面，压接连接管（每相接头应不少于4个压点）；
H.在连接管及其两端的裸导线处绕包未硫化乙丙橡胶带，采用半重叠方式绕包二层，与绝缘接头处的绕包要严密，
I.在接头两边的聚乙烯绝缘层上，先适当缠绕热熔胶带，然后移装相热缩管至中心位置。用喷灯沿轴向加热，使热缩管收缩均匀；
J.用半导体带将两侧半导体屏蔽布缠绕连接；展开铜屏蔽网与两侧的铜屏蔽带焊接（每相各端应不少于3个焊点）；
K.将三根芯线合扰，用聚乙烯带将芯线与填料绕包在一-起，
L.在电缆内护套处先适当缠绕热熔胶带，然后将内热缩管移至中心位置，以下工作与（I）相同，
M.在两侧电缆钢带夹处焊接地线，
N.在电缆外护套上先适当缠绕热熔胶带，然后将外热缩管移至中心位置，以下工作与（I）相同，
O.制作完毕，其结构如下图所示。
交联聚乙烯电缆热缩中间头结构
1一外热缩管；2一钢带夹及地线焊点；3一内护套；4一铜屏蔽带；15一铜屏蔽网；6一半导体屏敲布；7一交联聚乙烯绝缘层；8一相热缩管；9一内热缩管；10一未硫化乙丙橡胶带；11一中间连接管；12一外护套
结束语
综上所述，随着城镇现代化建设的需要，在电力建设中交联电缆不断得到推广及应用，电缆生产厂家、电缆附件产品琳琅满目，市场中百发齐放，施工人员技术水平高低不一等原因，加之接头的接触力和实际接触面积是随着接头在运行中所处的各种不同的运行环境条件而在变化。既要保证机械连接导线接触良好，同时也要保证接头内部绝缘和密封良好，只有加强施工过程的监管，选择优良的产品，才能做到接头工艺质量可靠，不容易击穿，提高电缆的运行水平。
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论文作者:何华
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/29
标签：电缆论文; 交联论文; 护套论文; 电阻论文; 聚乙烯论文; 截面论文; 屏蔽论文; 《河南电力》2018年20期论文;