（国网山东省电力公司 莱州市供电公司）
摘要：利用红外热成像技术对电缆终端进行红外精确测温可以掌握其运行状况，并及时发现处理存在的缺陷，本文结合一起110kV复合套管电缆终端局部发热问题的处理过程，对110kV电缆终端局部发热原因及相应处理措施进行初步探讨，并结合采取处理措施后电缆终端的运行监视情况，论述了电缆终端发热现象分析应该注意的问题，同时提出加强110kV电缆终端施工、运行工作应加强控制的环节。
关键词：电缆终端；红外测温；电压致热；电流致热
引言
电力电缆作为电能输送的载体，随着其使用量不断增加，电力系统中电缆故障的数量也随之增多。根据运行经验，硅橡胶复合外套电缆终端具有长期运行较为稳定的特点，但是总体来说电缆终端依然是电缆线路中最为薄弱的环节，电缆终端发热缺陷时有发生，根据其形成原因，主要分为电压型致热和电流型致热两种情况。
我公司在电缆红外精确测温检测中发现空载运行110kV银山线电缆终端B相存在局部发热现象，发热部位集中在应力锥附近，该部位的发热发展到一定程度可能引起比较严重的后果，极大的威胁电缆安全运行，需及时处理。
1 电缆终端基本情况
110kV银山线电缆终端为复合绝缘电缆终端，为室外敞开式设备，作为110kV银山变电站的热备用电源空载运行。按照状态检修规程要求，巡视人员在110kV银山线电缆终端精确测温特巡过程中，发现银山线B相站内电缆终端伞群部位温度分布不均匀，温差较大，最大温差达到6.2℃，由于其空载运行载流量较小，初步判断发热类型属于电压致热型，根据（DL/T664-2008）《带电设备红外诊断应用规范》，将该缺陷定性为严重缺陷，该电缆终端需要停电检修。
2电缆终端隐患检测
2.1红外热成像检测
巡检人员对于土山站110kV银山线站内电缆终端进行红外测温巡视中发现B相伞群部位温度分布不均匀，经过精确测温发现最大温差达到6.2℃,电缆终端温差异常。根据《带电设备红外诊断应用规范》，以及国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》规定，该电缆终端需要停电检修。
红外热成像图谱如图1所示，通过分析B相电缆终端复合套管的红外测温结果显示，发热部位位于套管应力锥附近，呈明显环状发热点比较集中，局部温差较大，发热部位集中在应力锥附近，而该处电场分布相对于其它部位相对集中，该部位的发热发展到一定程度可能引起比较严重的后果，极大的威胁电缆安全运行。
从外观可以看到发热处2个伞裙积污相对较多。为排除表面污秽对电缆终端的温度影响，公司上报停电计划，对该电缆终端进行了清扫，清扫后伞裙表面没有发现明显放电痕迹，且再次进行红外测温对比温差并无明显变化，红外热成像图谱如图2所示,由此排除了表面污秽导致局部温度过高的可能性。初步判断，发热原因可能来自电缆终端内部。
2.2电缆终端局放检测
在发现这一缺陷后，公司立即组织技术人员到现场对电缆终端进行带电检测，在现场技术人员对电缆终端进行了全面的检测分析。分别对该电缆终端进行了超高频电缆局放试验、超声波检测，同时对电缆终端接地线的接地电流进行了检测。
（1）超高频电缆局放试验
采用超高频局放仪对B相电缆终端进行超高频局放测试，放电信号较小，且与脉冲电流法局放图谱不对应，分析为外部干扰影响，即此次测试并未收到B 相电缆终端超高频信号。
（2）超声波检测
通过超声波测试仪对B相电缆终端进行超声波测试，发现发热点存在微弱超声波信号。由于超声波检测信号容易受检测点反射信号的影响，因此无法确定检测点输出是超声信号还是反射信号。
通过以上检测基本可以排除内部放电缺陷。
3电缆终端发热原因分析
3.1电缆设备的发热类型
电缆设备在运行时，由于电流、电压的作用，将产生以下2种主要来源的发热。
（1）电流型发热缺陷
电流作用引起的设备发热缺陷，主要发热点为电缆出线桩头与其它电气连接点。按照焦耳定律，当电流通过电阻时将产生热能，这是电流效应引起的发热，其发热功率为：
P=Kf•I2•R
式中：P—发热功率，W；I—电流强度，A；R—电器或载流导体的直流电阻，Ω； Kf为附加损耗数。
发热的功率与运行电流的平方成正比，随着运行电流的增大，发热量将成指数增加，这类发热的红外成像显示主要是某一个点的温度比较高。
（2） 电压型发热缺陷
电压致热缺陷是指电压作用引起的设备的发热缺陷。电缆线路介质损耗也是发热源之一，由于介质损耗与电压平方成正比，在高压和超高压运行电缆中，该类缺陷更为典型。在电缆终端或接头处，如果局部介质损耗角正切（tgδ）偏大，有可能导致局部区域温度偏高。电气绝缘介质由于交变电场的作用，使介质极化方向不断改变而消耗电能并引起发热。由此产生的发热功率为：
P=U2• ω•C• tgδ
式中：U 为施加的电压；ω 为交变电压角频率；C为介质的等值电容；tgδ为介质损耗角正切值。
电压致热缺陷具有隐蔽性大，更应引起足够重视。与电流致热缺陷相比，电压致热缺陷的发热点温升有可能不很大，一般仅十几度，但不能因此忽视其潜在的危害性，其绝缘内部存在的缺陷有可能已很严重，在系统允许情况下，应尽快停电将缺陷消除。
3.2电缆终端解体分析
为了处理银山线硅橡胶复合外套电缆终端局部发热问题，我们查找该电缆终端的相关技术资料，并组织技术人员对照图纸将电缆终端进行了解体，该电缆终端的结构如图3所示。
从解体情况看，金属应力锥电缆终端上下密封件完好，终端中的绝缘油较为清澈，但油中有少量絮状物，对于绝缘油中的絮状物可能为施工时涂抹的硅脂溶解在油中导致，也可能是绝缘油本身品质不良造成的，电缆表面干净无放电痕迹，套管应力锥附近外表面积污较厚。从上述情况可以初步判定电缆终端局部温度偏高原因主要有：
（1）绝缘油中絮状物在电场力作用下聚集在场强较为集中的金属应力锥周围，在交变场强作用下，絮状物产生介损发热。
（2）套管在应力锥附近高场强区域常年积污并在湿度较高的环境下导致套管外表面产生电晕，从而导致局部温度上升
另外技术人员在解剖时还发现电缆终端制作工艺不标准、不规范，经测量得知，电缆终端半导体制作不规范，半导体边缘打磨不光滑，如图4，在长时间持续的带电运行下，同样可能导致电缆内部应力锥部位发热。
4处理对策
经过技术人员的分析判断，在确定了电缆终端内部及外部可能导致发热的原因之后，我们确定由于电缆终端整体制作工艺的不标准且电缆绝缘油内有杂质导致电缆内部发热，在长时间持续的带电运行下导致了发热问题的爆发。我们通过更换电缆终端的做法彻底解决了设备隐患，并对重新做好的电缆终端进行了耐压试验，送电成功后对电缆终端进行了测温，如图5所示，电缆终端温度分布均匀，缺陷得到消除。
5 总结
本文针对110 kV 银山线复合套管电缆终端异常发热问题的分析处理, 提出以下建议：
（1）电缆终端局部发热与线路负荷电流大小无关，电缆终端红外测温定检能够有效检测出终端发热异常，建议定期对电缆终端进行精确红外测温。
（2）复合套管电缆终端内部绝缘油存在杂质将导致局部发热，建议安装终端前要求厂家提供绝缘油合格证明，安装时做好防止绝缘油污染的措施，运行中发热终端要及时更换绝缘油，必要时更换应力锥。
（3）终端复合套管外表面积污将产生电晕，电晕在特定的环境条件下可能会出现外闪，影响电缆安全运行，建议定期清扫套管外表面积污。
参考文献
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论文作者:蔡登科
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/10
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