摘要：随着10kV电缆化率不断提高，相继而来关于电缆方面的故障也呈逐年上升趋势，其中电缆中间头故障占有相当高的比例，如何减低电缆中间头故障率，提高线路运行可靠性，本文以一起10kV电缆中间头故障作分析，针对本次故障，找出合理通用的改进措施。
关键词：电缆中间接头；电力电缆；电缆绝缘
引言
随着城市化的不断发展，架空线路逐渐被电力电缆所替代。电力电缆本体是在生产厂家制造完成，而电力电缆的终端附件和中间接头附件则必须在施工现场进行制作安装。电缆附件制作时的工艺控制，直接关系着电缆线路的安全运行，如果存在工艺缺陷则会导致运行中电缆发生故障，造成客户停电事故。为保证电缆线路的安全运行，必须及时诊断故障以及故障原因，并采取有效措施对故障进行处理，确保电网的正常及安全运行。
1 故障现象
某10kV电缆2015年11月竣工投运，2016年4月回南天天气期间，两个电缆中间接头相继发生击穿故障，无法正常供电。经实地察看发现，故障接头表面有明显的烧穿孔洞，其中两相冷缩管外表面大部分面积烧黑，冷缩管两端部位有明显的炭化、烧蚀现象，绝缘击穿，铜芯烧熔。故障相中间接头外观如图1所示。停运电缆的型号规格为YJV22－3×300，故障电缆中间接头的供应厂家是北京某技术有限公司，电缆附件的制作方式为冷缩式。
2 原因分析
故障电缆接头经过解体检查和分析，同时解剖其他厂家的冷缩管与之进行比对，分析故障原因如下。
（1）冷缩管的工艺设计及结构存在缺陷。
①冷缩管的工艺设计及结构不合理：冷缩管覆盖压接管的半导电带过长，如图2所示；冷缩管端部设计成10mm的绝缘带，其他厂家冷缩管端部均为半导电带，如图3所示。询问厂家为何这样设计，厂家的理由是方便生产，降低成本。上述两个因素导致冷缩管外半导电带与电缆铜屏蔽层接触的有效长度缩短，造成安装的有效工作长度不满足搭接冷缩管外半导电带30mm的要求。
产品结构存在明显缺陷，如果连接管位置发生故障，由于绝缘带长度缩短，将会发生爬电现象，导致闪络放电并继续发展蔓延至冷缩管两侧。另外，冷缩管外半导电带与电缆铜屏蔽层的接触长度只有15mm（见图4），也无法对端口处产生突变的轴向电场起到有效的屏蔽作用，轴向电场剧变，发展形成沿电缆主绝缘表面方向贯通两极的放电通道（见图5），导致绝缘表面过热，局部炭化、烧蚀（见图6），直至击穿电缆发生故障。
②冷缩管弹性压紧力不达标，密封效果欠佳，无法保证良好的界面特性，以致产生微小的气隙，潮气侵入，电缆主绝缘表面有泄漏电流通过（见图6），在冷缩管内腔产生爬电路径，电缆发生故障。
（2）冷缩管中间标线与连接管中心线发生位移。按照厂家电缆附件的制作说明书，从冷缩管中心处到半导电带的距离应为190mm，电缆接头解剖后实测尺寸为197．5mm，冷缩管中间标线与连接管中心线出现15mm位移。发生位移的主要原因是：①厂家没有配套提供连接管，作业班组自行采购，目前市场有三种规格的连接管，长度分别是110mm、120mm和130mm，采用不同规格的连接管进行压接，其压接后的长度也必然长短不一；②厂家提供的开线尺寸190mm为理想尺寸，没有综合考虑连接管压接后尺寸的变化范围。冷缩管的位置发生位移，加上产品结构存在缺陷，必定影响冷缩管外半导电带与电缆铜屏蔽层的接触长度，严重影响电缆的安全运行。
（3）半导电层剥离不齐，压接管有棱角，造成电场局部集中，产生尖端放电，也是导致此次故障的原因之一。
（4）电缆运行环境不理想。现场察看，发生故障的电缆接头位置没有按设计要求设置电缆井，电缆接头在潮湿环境中运行，加上四月份回南天天气潮湿，潮气较易侵入接头内部，导致电缆绝缘迅速降低、老化，造成电缆局部放电直至发生故障。这是引发此次故障的外部因素。
综上所述，造成此次故障的原因是：冷缩管的结构不合理、密封性能不好、厂家安装指导尺寸有误导致冷缩管标线与连接管中心线错位，电缆的轴向电场剧变，产生放电通道；冷缩管的密封性不良，产生泄漏电流；电缆运行环境恶劣，也影响了电缆的正常运行。
3 改进措施
（1）加强电缆头制作人员的技能培训。建议电缆头制作人员参加电缆附件制作业务知识培训，经考试合格后方可持证上岗，严禁无证人员制作电缆头。
（2）电缆头的制作严格按照GB50168—2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》及电缆附件厂家提供的安装说明书等执行，以确保电缆头的制作质量和工艺水平。
注意事项：冷缩接头的自由安装尺寸较小，应注意安装尺寸的准确，尽量减小安装误差。在安装前，应核对预制件和电缆绝缘外径的配合是否符合生产厂商的要求。电缆剥切尺寸必须严格按照厂家提供的安装说明书进行，确保电缆金属屏蔽层、半导电层、绝缘层施工剥切尺寸正确，连接管压接后要用锉刀或砂纸打磨光滑，清除金属屑末，用清洁布擦净电缆绝缘表面、半导电层表面及连接管表面。
（3）加强电缆头制作现场环境管理。电缆头的制作须在晴天、干燥的情况下进行，制作现场应清洁、无尘。制作完成的电缆头外观应整洁美观，安装工序完成后，在30min内不得移动电缆，并经试验合格后方可挂网运行。
（4）实行实名制管理及质量跟踪体系。电缆头制作人签订《电缆头制作质量承诺书》，制作过程要拍照取证并形成电缆头制作过程资料，电缆头悬挂有实际制作人员、制作日期及天气等相关制作信息（见表1）的电缆牌，确保电缆头施工质量的可追溯性，完善电缆头的运行管理。
（5）按照DL/T1253—2013《电力电缆线路运行规程》的要求，加强电缆线路日常的巡查维护，发现隐患及时消除，避免电缆带缺陷运行。
（6）改善电缆的运行环境。有电缆接头的位置，一定要按施工图纸要求建设电缆井，为电缆提供良好的运行环境。
（7）加强电缆附件的质量管理。目前，冷缩电缆附件生产厂家众多，市场竞争激烈，产品质量良莠不齐。为确保电缆头的制作质量和电缆运行安全，一定要选择质量过硬的优质名牌产品。另外，产品验收时要仔细核对产品的型号规格及配套材料，特别是检查产品的出厂日期和产品储存期，避免存放时间过久影响电缆附件的密封性能。
（8）建议电缆附件生产厂家配套提供连接管，以便控制连接管压接后长度的变化范围，提高电缆附件的制作质量。
4 结束语
综上所述，电缆中间接头故障原因不仅包括电缆附件自身质量和施工安装质量，而且还包括维护和防护效果。要提高电缆中间头运行水平，降低故障率，提高供电可靠性，必须正确认识故障原因，从各方面采取主动的预防措施，加强管理，重点防护突出问题。这样才能降低电缆中间接头的发生故障率，从而保障电缆线路的安全运行。
参考文献：
[1]张子林，黄强华.一种可延长双拼接电缆中间接头的研究与应用[J].供用电.2017（06）
[2]戴丽丽，王爽.电力电缆故障的实例分析[J].中国电业（技术版）.2015（10）
论文作者:林柏根
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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