10KV冷缩电缆终端事故案例分析

10KV冷缩电缆终端事故案例分析

王海祖杜好慧刘俊宝

河南心连心化肥有限公司河南新乡453000

摘要：电缆终端头是电缆线路中不可缺少的部件，用它来实现电缆与其它设备的连接。冷缩电缆终端是近年来推广应用的性能优越的产品，但是由于安装质量控制不到位，经常出现电缆终端损坏事故。

关键词：电缆终端应力锥事故

冷缩电缆终端是近些年来普遍使用的，是利用弹性体材料（常用的有硅橡胶和乙丙橡胶）在工厂内注射硫化成型，再经扩径、衬以塑料螺旋支撑物构成各种电缆附件的部件。现场安装时，将这些预扩张件套在经过处理后的电缆末端或接头处，抽出内部支撑的塑料螺旋条（支撑物），压紧在电缆绝缘上而构成的电缆附件。因为它是在常温下靠弹性回缩力，而不是像热收缩电缆附件要用火加热收缩，故俗称冷收缩电缆附件。

冷缩电缆终端的安装质量对电缆的安全运行至关重要。本文通过介绍两个事故案例来说明冷缩电缆终端的安装质量控制要点。

案例一：

2010年2月份河南心连心化肥有限公司三分厂热电联络线电缆发生了两次电缆终端头绝缘击穿短路事故，严重影响了公司正常生产。具体时间分别为2月5日和2月28日，故障发生在热电与变电站之间的工作联络线，其电抗器和快速开关之间的连接电缆两头的电缆终端头处。为了查明事故原因加以避免，公司分别联系了山东迪尔安装公司（负责本设备的安装）和深圳市长圆股份公司（电缆终端头的生产厂家）相关技术人员，对发生故障的电缆终端头进行了检查，对事故原因进行了分析。

一、原因分析：

（一）、电缆终端的安装要求

电缆终端安装解剖图如下。

应力锥安装安装时电缆终端的断口要与上图中安装限位线对齐，这样可保证应力锥正好套在铜屏蔽及外半导体层断口处。如下图。

（三）、分析

1、电缆在正常情况下的电场及电力线是均匀分布的，如下图。

电缆铜屏蔽层及外半导体层在电缆终端断口处的电场电力线不再均匀分布，此处加在绝缘层上的电场会出现局部电场强度较大的情况。

2、应力锥的作用：均衡电场，改变铜屏蔽层及外半导体层断口处电场集中处导体的几何形状，降低该处的场强。

下图是电缆终端和接头处电压分布等位线示意图。

（a）（b）

（a）无应力锥时电缆终端电场分布示意图；

（b）有应力锥时电缆终端电场分布示意图。

通过以上二图可看出应力锥对铜屏蔽断口处畸变电场的均衡作用。

3、本次事故分析

从现场剥开的事故电缆终端可以看出，应力锥完全没有套在铜屏蔽层及外半导体层断口处，没有起到分散均衡电场畸变的作用，导致电缆屏蔽层截断处电场不均匀，畸变电场长时间作用于主绝缘，最终使绝缘损坏被击穿短路。

（四）、程序控制：

经过查阅迪尔集团有限公司的电缆头制作记录和电缆试验记录，以及中大监理公司提供的报验申请表等交工资料，山东迪尔安装公司按程序进行了施工、试验，中大监理公司对程序进行了控制。

以下是迪尔安装公司的电缆头制作记录和电缆试验记录：

（五）、深层次原因：

由于冷缩电缆终端在我公司为首次使用，我公司的相关技术人员、监理公司专业监理和安装公司施工人员均对该产品的安装工艺了解较少，没有掌握该产品安装时关键质量控制点：“应力锥”的安装。在电缆终端制作安装时，应力锥的安装位置很随意，完全没有套在屏蔽层的断口处，留下隐蔽缺陷。电缆终端头制作好后，虽然经耐压试验合格，但是电缆铜屏蔽断口处绝缘长期承受不均匀电场，最终导致电缆终端处绝缘层被击穿短路，造成事故。

二、防范措施：

为了避免类似事故再次发生，采取以下措施：

1、组织本专业人员对此次事故进行学习，对冷缩电缆附件知识进行深入学习，明确安装质量控制要点。

2、制订电缆头安装作业指导书。

案例二：

一、事故情况

2017年10月3日，新疆心连心能源化工有限公司4#合成循环水泵在启动时发现电机接线盒冒烟，及时进行了停机，同时变电站的消弧线圈及小电流接地选线装置动作。

经过检查发现，电机接线盒内电缆终端C相接地绝缘损坏。图片如下。

二、原因分析：

从图片看出，A相、B相应力锥安装位置正确，电缆绝缘没有损坏，没有发生接地，C相绝缘严重损坏，损坏处形成深坑并露出铜线导体，同屏蔽有明显烧灼融化痕迹，损坏处位于接近同屏蔽及外半导体断口处。

从图片看，该电缆终端安装制作比较规范，控制要点控制正确，从试验报告看，试验合格。从损坏图片分析，应该是电缆终端C相铜屏蔽层及外半导体层断口附近绝缘受到轻微刀划伤，带电运行时划伤处局部电场较强，此处绝缘长期承受强电场和泄露电流，泄露电流慢慢变大，绝缘慢慢受损。在10月3日在电机启动时，断路器合闸瞬间产生操作过电压，该过电压施加到绝缘的损伤处，产生弧光，导致绝缘进一步损坏，铜屏蔽熔化损坏，现场产生冒烟现象，C相发生弧光接地后消弧线圈动作限制了接地电流，使得没有发展为相间短路故障，手动停机后故障被切除。

三、防范措施：

电缆终端制作时，在剥离外半导体层时千万注意下刀不可过深，并在半导体层剥离后用细砂纸修平刀痕。建议剥外半导体层时采用专业的半导体剥削工具。如下图。

结束语

电缆终端头在制作过程中应力锥的安装是极重要的部分，通过应力锥对电缆附件中的电场分布和电场强度进行控制，使电场分布和电场强度处于最佳状态，从而保证电缆附件运行的可靠性和使用寿命。电缆终端头中电缆外屏蔽层断开处电场分布畸变最为严重，处理不妥会留下严重隐患，造成事故。

冷缩电缆终端性能优越安装方便，但是在电缆终端安装制作过程中必须严格按照质量控制要点操作，应力锥必须套在屏蔽层断口处，剥外半导体层时应采用专用半导体层剥削工具，刀痕决不可过深。

参考文献

[1]《山西焦煤科技》2006年1月第1期，电缆终端处理技术，郭记平.

[2]《电缆技术》2010年第4期，电缆的手术刀，蔡兴波.

[3]《科技论坛》2013年第10期，谈制作电缆终端头和中间接头的一般制作方法，张鸿.