10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因研究

10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因研究

沙俊文

阳江市凯源电力发展有限公司阳西分公司  529500

摘要：10kV柱上变压器肘型电缆接头是电力系统中重要的连接部件之一，但在使用过程中常常出现各种故障。本文通过对10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因进行研究和分析，总结了影响接头故障的关键因素，并探讨了其可能的原因。本文总结了导致接头故障的关键因素和机理。通过研究发现，接头内部应力锥工艺不规范、电缆绝缘划伤、端部密封不严、变压器台区接地不规范以及套管井内部积水等因素都可能导致接头故障。

关键词：变压器；接头故障；肘型电缆接头

引言：10kV柱上变压器肘型电缆接头作为电力系统中重要的连接部件，其可靠性和安全性对于电网的稳定运行至关重要。然而，在实际应用中，接头常常发生各种故障。因此，深入研究10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因，对于提高接头的可靠性、延长接头寿命具有重要意义。

1. 变压器肘型电缆接头结构

变压器肘型电缆接头是用于连接高压电缆与变压器之间的设备。它主要由以下几个部分组成：

绝缘外套位于接头外部的绝缘层，用于保护内部导体和绝缘材料不受外界环境的影响。

引线通常是铜制的导体，在接头内部起到传输电流的作用。

绝缘层是覆盖在引线上的绝缘材料，用于防止电流泄露和电弧放电。

终端盖是位于接头两端的金属或塑料盖子，用于固定接头并保护内部部件。

终端接线夹用于连接电缆和引线的金属夹具，确保电流的传输。

绝缘子是接头内部用于支撑引线和终端接线夹的绝缘材料，防止短路和电弧。

导电屏蔽层：覆盖在绝缘层外部的导电材料，用于防止电磁干扰和保护绝缘层不受外界影响。

2.10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因分析

2.1接头端部密封不严

当10kV柱上变压器肘型电缆接头端部密封不严可能是因为接头端部的密封胶长时间使用或受到外界环境影响，如紫外线、温度变化等，导致密封胶老化或损坏，失去了良好的密封性能。同时，如果接头端部的安装过程中，未能正确压紧密封胶，导致密封胶与接头之间存在间隙，无法有效阻止湿气、灰尘等物质进入接头内部[1]。接头端部密封胶或其他密封材料的质量不合格也会导致电缆接头无法达到良好的密封效果。

如果接头端部密封不严，湿气可能渗入接头内部。湿气与绝缘材料相互作用，可能导致绝缘性能降低，增加电击、漏电和短路等故障风险。接头端部密封不严会导致灰尘、污染物等外界杂质进入接头内部，这些杂质可能在电力设备中积累，导致绝缘击穿、温升过高等故障。而且导电屏蔽层可能受潮或受到其他物质的侵蚀，导致其导电性能下降，增加电磁干扰和故障的风险。

2.2套管井内部积水

当10kV柱上变压器肘型电缆接头发生故障，导致变压器不对称运行时，套管井内部积水可能是一个原因。出现该种故障原因是套管井的密封不好，可能由于老化、损坏或施工不当。这会让雨水、地下水或其他液体渗入套管井内部，引起积水问题。而且在安装接头时，如果防水措施不到位，例如密封胶带、防水胶等材料未使用或使用不当，就会导致套管井内部的水渗漏。积水会使接头绝缘层受潮或浸泡，导致绝缘性能降低甚至断路，影响正常的电流传输。如果套管井内的积水中含有导电物质，如盐水、金属碎屑等，可能会导致电流泄露或短路现象，进而引起变压器不对称运行。

2.3变压器台区接地不规范

变压器台区接地不规范是10kV柱上变压器肘型电缆接头故障发生的一种原因。在变压器台区接地安装时，如果接地体材料的导电性能不良，如土壤电阻率较高的情况。除此之外，接地体材料没有与土壤充分接触，或者接地体埋设深度不够，接地体受到机械损坏、腐蚀等因素影响，也会导致接地效果减弱。

接地回路的不完善也是其中一种问题，接地回路中的连接线材存在断裂、松动、腐蚀等问题，导致接地回路不连续。连接线材的绝缘层老化、破损，导致电流泄露，影响接地效果[2]。如果变压器台区不同位置的地质条件差异较大，导致地面电阻不均匀。土壤湿度不均匀也会导致该种故障，影响接地效果。

当变压器台区中不同金属设备使用不同的接地方式，或接地电极之间的连接存在问题时，可能会导致地电位差过大。这会造成电气设备间的潜在电压差，增加了设备的故障风险，并可能对人身安全产生威胁。当变压器台区的接地方式与相关设计规范不匹配时，可能会导致接地效果不理想。例如，采用不适合当地土壤条件的接地方式，或者未按照规范要求进行设计和施工。比如施工人员将肘型电缆接头外屏蔽接地与电缆铜屏蔽分别接入主副杆时，并未采用绝缘线引导，就会导致台区出现三相负荷不平衡的情况，进而导致电缆烧毁。

2.4电缆绝缘划伤

10kV柱上变压器肘型电缆接头发生电缆绝缘划伤故障通常是因为在电缆安装和施工过程中，电缆绝缘层可能被锐利物体、工具或其他机械设备划伤，导致绝缘层破损。除此之外，电缆绝缘层在维护和运维过程中也可能被不当操作、无意识的挤压或刮擦造成划伤。外界环境的因素，如动物的咬嚼、树木的刮擦或天气灾害等原因也会产生影响，以及长时间使用后，电缆的绝缘层可能会由于老化而变脆，容易被划伤。

电缆绝缘层划伤后，绝缘性能会降低。电力设备在运行时可能会出现电气击穿、绝缘损坏或电弧故障等问题。划伤的绝缘层容易导致电流泄漏或短路现象，可能引起设备过载、跳闸甚至火灾事故。电缆绝缘层划伤可能导致电缆内部导体与外部环境接触，引起腐蚀、氧化等，进而造成电气设备的故障或损坏。电缆绝缘层划伤会增加电力系统的故障率，可能导致线路故障，进而导致停电或供电中断现象发生。

2.5内部应力锥工艺不规范

应力锥工艺不规范可能导致电缆绝缘层的不均匀受力，过大的应力集中在某一点，可能引起绝缘层的破裂或损伤，并且可能会导致介质击穿。不规范的应力锥工艺可能导致电缆接头内部存在过大的应力或电场强度，这可能导致绝缘性能下降，增加电气击穿的风险，从而影响接头的可靠性和安全性。还会导致导电屏蔽层的损坏或剥离，这将导致导电屏蔽层的效果减弱，增加电磁干扰的可能性。因此，由于应力锥工艺不规范导致的缺陷和损伤，可能会增加接头的故障风险和故障发生率，从而影响电力系统的稳定性和可靠性。

一般情况下，在工艺不规范的应力锥使用过程中，接头周围可能存在漏油现象，这是因为应力锥的安装质量差、工艺不规范等原因导致接头周围油封失效，引起漏油现象。除此之外，应力锥的工艺不规范还会导致接头温度过高，超过正常水平；接头表面存在气泡、裂纹、异物等异常现象；接头内部电弧放电，产生局部热量和烧灼现象。

这些表现特征都可能是应力锥工艺不规范所导致的结果，而这些问题可能会影响接头的可靠性和安全性。因此，在安装和维护过程中，应严格按照规范要求进行操作，确保应力锥工艺的准确性和质量。

结语：综上所述，本文对10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因进行了深入研究和分析，总结了导致接头故障的关键因素和机理。通过本文的研究，相信可以为10kV柱上变压器肘型电缆接头的故障预防和处理提供一定的指导和参考，有助于提高接头的可靠性、延长接头的使用寿命，并确保电网的稳定运行。

参考文献：

[1]刘若溪,刘宏亮,王智晖,李文杰,欧阳本红,王玥.10kV柱上变压器肘型电缆接头故障原因分析[J].变压器,2022,59(07):55-60.

[2]陈朋,张帆,乔春来,孙业荣,王传勇,田春生.10kV柱上变压器台肘型电缆接头烧毁故障的分析[J].变压器,2020,57(07):71-74.