摘要:近些年来，随着城市化建设的快速发展，对通电电缆的质量提出了较高的要求，电力电缆是否稳定运行将会直接决定城市电网是否能够安全与稳定运行。而电缆终端尾管是整个电缆中比较关键的组成部分，其故障的发生率也比较高，因此本文将会以一起220kV电缆终端尾管发热故障为例来对其故障原因进行分析，并提出一套有效的防范措施及改进建议，以确保故障得到有效的预防和解决，确保220kV电缆终端尾管的整体质量，乃至确保电缆电网的安全运行。
关键词:220kV；电缆终端尾管；发热故障；措施及建议
随着社会经济发展，城市供电可靠性要求不断提高，城市供电电缆化程度不断提升，珠海地理位置毗邻澳门，珠海电网一直担负着对澳供电的重任，对澳供电的重要性和可靠性尤为突出，下文分析一起对澳供电变电站高压电缆终端发热故障消除情况。
一、故障基本情况
2017年3月2日，珠海供电局试验研究所高压试验二班按照保供电要求对担负对澳供电主要变电站：220kV拱北站全站设备进行红外测试时，发现220kV珠拱临线A相终端电缆头下部的尾管口处发热，较B、C相高出10℃左右，最高达33℃。
发现电缆温度过高后经过查看现场运行数据，当时A、B、C三相负荷电流约80A，现场实测三相的电缆金属护套接地环流分别为28A，10A,11A,A相环流明显偏高。
用特高频法、超声法、高频电流法检查电缆终端气室未发现异常信号，但用特高频法测试尾管与气室之间的红色绝缘部位时（如图3），A相可检测出低频的放电信号（如图4），B相则相对很弱，C相无信号，但不符合内部绝缘局放信号特征，用该法测试相邻同一电缆厂家间隔，也无信号。根据上述试验结果，结合该电缆发热部位的结构，初步判断是连接A相尾管与电缆金属护套的铜编织带焊接不良，导致接触电阻过大，加上环流偏大引起发热。
申请停电后进行尾管发热处理，将A相电缆终端尾管口处环氧封泥剥离，尾管和金属护套通过焊接铜编织带导通，使用回路电阻仪测试发现，尾管和电缆金属护套接触电阻为245uΩ，测得B相接触电阻为10.5uΩ、9.8 uΩ。用螺丝刀轻松分开A相电缆终端焊块与金属护套，经现场电缆相关技术人员确定为虚焊。对故障电缆检查还发现，220kV GIS电缆终端尾管绝缘体外表面有裂纹，应力锥已基本烧毁，内表面部分已烧毁。通过电缆附件重新处理，对尾管与铝护套连接的编织线重新进行焊接，测得编织带与金属护套的接触电阻为6.3uΩ，接触电阻合格，符合要求。重新对应力锥进行更换，对电缆终端进行处理后220kV珠拱临线送电再次进行红外测试，无异常，缺陷消除，恢复正常运行。
二、故障原因分析
本次拱北站220kV GIS电缆终端尾管发热问题是由于施工过程中，厂家与施工单位、监理单位对施工工艺把关不严，尾管与铝护套连接的编织带在铝护套处焊接工艺存在虚焊，导致接触不良引起的发热，延伸到应力锥发热，投入运行时间不到半年即出现故障现象，由于试验判断准确，处理及时，故障没有进一步发展。
根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》的要求，对电缆试验的8项试验项目中，外护套试验项目只有直流耐压及绝缘电阻的测试要求，并没有要求对外护套与铜编织带之间的接触电阻进行测试。
在中国南方公司《10kV～500kV输变电及配电工程质量验收与评定标准》之《全站电缆施工工程施工记录及质量验评表》中也无相关的外护套与铜编织带之间的接触电阻测试要求。
翻查施工记录及《中国南方电网有限责任公司电网建设施工作业指导书》之《BDDQ-ZW-14 电缆敷设作业指导书》中的单芯高压电缆头制作过程及质量管控过程同样没有要求进行对外护套与铜编织带之间的接触电阻进行测试。
通过对相关处理过程及检查发现分析，造成电缆终端尾管发热的主要原因有：（1）该电缆是根据业主需求来进行特定设计的，因此在电缆外径、压紧螺栓、应力锥、止环等部件尺寸设计、计算阶段出现一定偏差，致使电缆绝缘与应力锥之间结合不紧密；（2）施工现场作业棚内粉尘、清洁度、温度、湿度等环境参数不满足现场作业要求；（3）在接地极与止环之间出现非常明显的放电痕迹，并且应力锥与环氧套管和电缆之间的结合部位存在一定的缺陷，有可能是由于2种材料的膨胀系数、断裂伸长率、硬度和抗张强度等性能指标存在差异导致的；（4）电缆绝缘表层研磨不合格，或表面混入杂质；（5）GIS电缆终端尾管安装阶段出现螺拴压紧力不均现象；（6）220kV电缆的铝铠装、绝缘层、外护套、半导电层等安装阶段出现了粉尘混入、潮气等问题；（7）施工人员在实际施工过程中，并未严格按照要求对铜编织带焊接进行施工，导致220kV电缆终端尾管接地处发热并延伸发展，最终故障发生。
三、防范措施及改进建议
（一）组织电缆施工单位开展作业技能培训，对焊接工艺进行严格把关并履行电缆附件制作质量负责人印鉴等措施，制作过程施工记录经附件厂家技术人员和监理确认。
（二）在电缆附件制作安装过程中对所有焊接点进行电阻测量，满足要求后方可进行下一道工序的施工。
（三）通过相关途径向上级管理部门反馈，外护套与铜编织带之间的接触电阻测试要求纳入到作业指导书中来，补充完善相应的内容，同时在验评表中要求监理进行监督。
（四）提高电缆终端尾管生产及安装质量：在220kV电缆终端尾管安装过程中，最好选择预制型电缆附件，并要求厂家提供预制应力锥、橡胶预制件、外壳、浸渍剂、瓷套等零部件和材料，在进行现场安装过程中，需要装配成整体接头或终端；对于GIS的环氧树脂套管、中间接头的预制件、橡胶应力锥、浸渍剂等需要具备出厂合格证；应力锥上还需要按照要求安装1套机械弹簧装置，这样可以确保电缆与应力锥之间界面的应力平衡，避免在高热场和高电场作用下，橡胶应力锥出现不同程度的老化现象，避免诱发界面压力的变化；严格按照电缆制作规程进行操作，并委派专业的技术人员来开展现场施工，以确保其整体施工质量。
（五）借助相关技术来对220kV电缆终端尾管进行定期检查，监测部位主要包括限压器、GIS法兰盘面、铜罩、GIS装置的气室外壳、外壳接地线及螺栓温度。同时把检查的数据进行分析和对比，一旦发现问题要及时采取有效措施给予解决。
（六）对于室内220kV电缆终端尾管需要安装遮挡护板，并且在电缆室内终端两侧及正面位置安装遮挡防护板，其一般选择阻燃性非导磁材料，从而有效降低电缆爆炸或烧损故障发生时对相邻电缆造成影响。
四、结语
通过生产运行部门对运行设备的检测与反馈，改进施工工艺及过程质量控制，能有效确保电气设备安全投入运行，进一步提高电网及设备的安全可靠性，避免故障事件的发生，对设备运行及施工管理双方都是双赢。
参考文献：
[1] 电气装置安装工程电气设备交接试验标准
GB 50150 – 2016
[2]10kV～500kV输变电及配电工程质量验收与评定标准（2012）
[3]中国南方电网有限责任公司电网建设施工作业指导书（2012）
[4]文旻 电力电缆故障测距与定点方法探讨（2009）
论文作者:钟敏娟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/19
标签：电缆论文; 护套论文; 终端论文; 应力论文; 故障论文; 电阻论文; 作业论文; 《电力设备》2017年第28期论文;