电缆中间接头故障分析及防范措施

摘要：本文针对一起因施工不规范损伤电缆而引发的电缆故障进行详细的分析，提出了针对性的防范解决措施，为高压电缆的安全稳定运行提供现实作用和价值。 关键词：电缆中间接头；解体检查；雷击 1 故障情况

2015 年4 月11 日21:25，35 kV 蔡后线发生了一起速断保护动作跳闸，重合不成功，试送不成功，造成后棚变电站全停。4 月12 日00:20，运维人员到达后棚变电站，对35 kV 蔡后线路进行故障查线，电缆终端检查未见异常。06:38，通过故障点定位发现#7 接头为故障点，距离35 kV 蔡后#1 终端塔690 m。 1.1 故障现场情况

通过现场检查发现该电缆头有严重烧损现象，三芯筒包外护套在故障点已大面积烧尽，三相电缆接头主绝缘均烧黑严重，并且在电缆接头断口外部的电缆主体上发现放电击穿点。 1.2 历史故障信息

2013 年8 月13 日21:45，35 kV 蔡后线开关速断保护跳闸，经查电缆段#5 中间接头B 相击穿。通过解体分析认为故障电缆接头未按照工艺要求对电缆绝缘断面进行倒角处理，锋利的断面将绝缘橡胶件割伤、划伤，造成场强集中，形成绝缘薄弱点。后棚变电站蔡后线#2 开关速断动作，原因为线路侧#21 塔因雷击导致，线路侧故障后造成电缆段5 号接头B 相绝缘薄弱点出现间歇性孤光接地过电压，最终导致故障发生。 2 解体检查

2015 年4 月15 日，对35kV 蔡后线故障电缆终端进行解体分析。对故障主要解体过程、故障现象进行描述，并对故障原因和异常现象产生的原因进行分析。 2.1 外观检查

通过检查发现35 kV 蔡后线故障电缆头外护套两侧均有大面积烧尽现象。其中一侧表现为电缆中间接头的硅橡胶外端口处炭黑及烧损情况严重，经检查无明显放电点，未见因击穿造成的电缆芯裸露情况。另一侧烧损情况同样严重，同时在电缆中间接头硅橡胶外端口处明显可见两相电缆之间对应的放电击穿点。 2.2 解体检查

在对故障电缆接头进行解体过程中共发现5 处明显放电击穿点。因无法确认三相电缆及中间接头的对应相位，则编号其为#1、#2 和#3 电缆，5 处故障点也对应进行编号，如图1 所示。

故障电缆接头的解体过程中未发现其有受潮情况，铜屏蔽层未见锈蚀现象。 通过解体发现，#1 电缆放电击穿故障点1 处，位于电缆中间接头的绝缘橡胶件外端与铜屏蔽断口之间，如图1 中#1–1 故障点位置所示。#2 电缆放电击穿故障点共2处，均位于电缆中间接头绝缘橡胶件内部，其中#2–1 故障点位于电缆中间接头金属压接管部位，#2–2 故障点位于绝缘橡胶件内部；两处故障点之间有爬电现象。#3 电缆放电击穿点共2 处，其中#3–1 故障点位于电缆中间接头金属压接管与电缆主绝缘断口之间，绝缘层表面有爬电痕迹，#3–2 故障点位于电缆中间接头绝缘橡胶件外端，对#1–1 故障点位置对应。三相电缆中间接头绝缘橡胶件方面，解体中均有发现烧损、碳化现象，其中#2 电缆中间接头绝缘橡胶件在#2–2 故障点位置有因放电击穿产生的裂口，#3 电缆中间接头绝缘橡胶件在#3–1 故障点位置有因放电击穿产生的裂口。

对剥去半导电层的电缆绝缘进行直径测量，其测量值为39.5 mm。对电缆接头主绝缘内径进行测量，其测量值为36.5mm。经测量可知该电缆接头主绝缘与电缆绝缘未见异常，同时经观察，均未发现明显老化现象。

三相电缆中间接头中只有#1 的电缆主绝缘和中间接头绝缘橡胶件之间未见明显烧损痕迹，可通过该部位检视其电缆中间接头工艺水平。通过观察发现#1 电缆的电缆绝缘表面打磨较为粗糙，并且可见刀痕，同时电缆绝缘在接头断口处也未作倒角。

对三相电缆中间接头主绝缘进行纵向断面切割，经观察发现#2 及#3 电缆内径表面均有多处沿面爬电现象，且爬电面积较大，爬电通道较深；#2 及#3 电缆中间接头内部的电缆绝缘表面也可见沿面爬电现象。 3 原因分析

3.1 雷击原因分析

经雷电定位系统对35 kV 蔡后线分别于故障发生前后12 h（时间跨度为一天）的落雷情况进行查询，从雷击角度分析，35 kV 蔡后线故障发生时该线路无落雷。故障发生前后12 h 有三次落雷，其中两次雷电流小于3 A，可忽略其对线路的冲击影响。4 月11 日18:00，于35 kV 蔡后线25、26 号塔附近发生雷击造成单次回击，雷电流为218.1 A。通过线路运维人员反馈，35 kV 蔡后电缆终端塔避雷器计数在4 月10–12 日之间无变化，并且35 kV 蔡后线架空线路全线配有导地线，因此排除该电缆中间接头故障由雷击所致。 3.2 设备运行原因分析

从解体情况来看，三相电缆及中间接头各部件均未发现明显老化现象。解体过程中未发现其有受潮情况，铜屏蔽层未见锈蚀现象，因此可排除该电缆接头击穿故障由接头进水受潮所致。通过测量剥去半导电层的电缆绝缘的直径和电缆接头主绝缘的内径，可排除故障由电缆接头主绝缘与电缆绝缘过应配合存在问题所致。

3.3 施工原因分析

电缆中间接头工艺方面，剥去半导电层的电缆绝缘表面打磨粗糙且可见刀痕，同时电缆绝缘在接头断口处未作倒角。结合2013 年8 月13 日发生的35 kV 蔡后线#5 接头B 相击穿故障案例，该两次故障电缆的中间接头在电缆接头绝缘断面断口处均未作倒角，不符合工艺要求，造成断面较锋利，将绝缘橡胶件划伤，造成场强集中，形成绝缘薄弱点，可能为导致此次35 kV 蔡后线电缆#7 中间接头主绝缘内径表面与电缆绝缘表面之间发生沿面爬电的原因。 4 事故结论及对策 4.1 事故结论

根据雷电定位系统数据基本排除该电缆中间接头故障由雷击所致。

从解体情况来看，基本排除该电缆中间接头故障由绝缘橡胶件与电缆绝缘过应配和存在问题所致，同时排除受潮的问题。

该两次故障电缆的中间接头在电缆接头绝缘断面断口处均未作倒角，不符合工艺要求，造成断面较锋利，将绝缘橡胶件划伤，造成场强集中，形成绝缘薄弱点，可能为导致此次35 kV 蔡后线电缆#7 中间接头主绝缘内径表面与电缆绝缘表面之间发生沿面爬电的原因。 4.2 对策分析

严格按照GB50217–2007《电力工程电缆设计规范》进行设计及设备选型，杜绝不合理引发后期运行故障。提高电缆施工工艺，通过典型工艺标准的推广，有

效提升电缆敷设工艺质量，严格执行施工工艺规范，尤其对地埋穿管等隐蔽工程全过程进行质量管控。

加强电缆日常巡视维护，尤其是大负荷运行的电缆展开定期排查工作，并加强电缆常态测温工作。 参考文献:

[1]袁鸿鹏. 一起高压电力电缆故障原因分析及方法措施[J].科技信息, 2013(35)：240-241.

[2]牟俊德. 电力电缆的故障分析及防范措施[J]. 一重技术,2011 (05):22-25. [3]电力电缆实用技术[M]. 中国电力出版社. 2013.