高压电缆冷缩头制作故障及控制措施

韩荣俊

摘 要：电缆头制作是保证电力电缆长期安全、稳定运行的基础。通过介绍某局2次10 kV冷缩电缆头事故，分析了冷缩电缆头故障发生的原因，详细阐述了其工艺制作过程，并指出制作工艺方面存在的问题，采取了相应的控制措施，以保证电缆头的制作质量。

关键词：冷缩电缆头；工艺制作；缠填充胶；控制措施

中图分类号：TM247 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.144

在电力系统中，电缆以其施工维护方便、供电可靠性高等特点，在配电线路中得到了广泛的应用。而冷缩电缆头具有体积小、操作方便、无需专用工具、适用范围宽和产品规格少等特点，因而得到了越来越广泛的普及与应用。然而，与电缆本体相比，电缆头是薄弱环节，其故障约占电缆线路故障率的95%，因此，10 kV冷缩电缆头制作就显得尤为重要。本文通过结合实例，分析工艺制作故障的原因，对10 kV冷缩电缆头制作工艺进行详细介绍，并从中吸取教训，采取有效措施，提高施工质量。

1 某局冷缩电缆头使用情况介绍

从2008年以来，随着地区经济的不断发展，架空线路的供电可靠率已不能满足供电需求。某局城网10%线路进行了入地改造，受电缆施工技术及一次投入成本的制约，采用热缩电缆头。运行一年时间，时常会因热缩材料与电缆本体之间存在间隙产生闪络放电，引起线路跳闸，供电可靠率与架空线路持平，电缆线路供电可靠性高的优势并未凸显。随着新技术的推广应用，冷缩电缆头的施工与运行优势逐渐凸显出来，在电缆入地过程中被广泛使用。现某局10 kV主干线路电缆全部使用冷缩工艺，预期运行年限能达到20年以上。这在极大程度上降低了电缆线路的二次投人。运行过程中，中压线路跳闸、大面积停电事故大大减少，同比下降80%.但在近两年的运行过程中，出现过2次冷缩头事故，有必要对冷缩头事故进行分析，查出原因，从中吸取教训，采取有效措施，提高施工质量，避免事故重复发生。现对比较典型的一起高压冷缩头事故进行分析。

2 故障原因分析

在冷缩电缆头的制作工艺过程中，要对电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层以及芯线进行剥切，在电缆芯线和屏蔽层的切断处，会出现电应力集中现象，形成畸变电场。该处电场强度最大，是整个接头最薄弱的环节。而且施工现场环境差，不可避免地会侵人水分、气体、灰尘等杂质，引起固体绝缘介质沿面放电。此外，制作工艺、敷设环境及外力破坏都有可能造成冷缩头绝缘击穿。

2.1 制作工艺方面存在的问题

制作工艺方面主要存在以下问题：①半导体屏蔽剥切尺寸不合适，铜屏蔽恢复不到位，造成电缆带电时三相短路故障。②电缆半导体屏蔽层剥切后未清理干净，半导体会包绕在主绝缘上，在电缆充电时产生闪络放电。③剥切电缆半导体屏蔽层时，刀痕过深，在主绝缘层表面留下伤痕，产生气隙。④电缆线芯压接时，压接管压坑变形有尖端、棱角，造成局部电荷集中，电场突变，产生尖端放电。⑤冷缩头硅胶套管是预制成型的附件，必须与电缆截面匹配。如果附件与电缆截面不匹配，会造成收缩不紧，不能保证接触面压强，导致杂质、水气侵入间隙，降低绝缘性能。

2.2 敷设环境及外力破坏

敷设环境及外力破坏主要体现在以下2方面：①施工工地为露天环境，灰尘浓度大，且时值毛雨季节，空气湿度大；②电缆敷设过程中，多次吊挂、起落。

此处电缆头曾进行二次截断，截断后未重新对各层长度进行处理，造成半导体屏蔽剥切不到位，包绕在主绝缘上，加之潮湿的制作环境，重复的搬迁和移动，造成事故的发生。

3 工艺原理

高压电缆冷缩头制作工艺原理是：利用冷缩管的收缩性，使冷缩管与电缆完全紧贴，同时利用半导体自黏带密封端口，使电缆头具有良好的绝缘和防水防潮效果。

4 适用范围

该工艺适用于10～35 kV三芯电缆端头的制作。

5 制作步骤

制作冷缩电缆头的步骤分为9步，如下：剥外护套、钢铠和内衬层，固定钢铠地线，缠填充胶，固定铜屏蔽地线，固定冷缩指套、冷缩管，端子压接，固定冷缩终端，密封端口，测试。

5.1 剥外护套、钢铠和内衬层

将电缆校直，擦拭干净，剥去从安装位置到接线端子的外护套，留30 mm钢错、10 mm内衬套，用PVC带或扎丝缠绕钢铠，防止松散。铜屏蔽端头用PVC带缠紧，防止松散和划伤冷缩管。

5.2 固定钢铠地线

将三角垫锥用力塞入电缆分岔处，除去钢铠上的油漆、铁锈，用恒力弹簧将钢铠地线固定在钢铠上。地线预留10～20 mm，恒力弹簧缠绕一圈后，把预留部分反折，再用恒力弹簧缠绕。

5.3 缠填充胶

自断口以下50 mm至整个恒力弹簧、钢铠及内护层，用填充胶缠绕2层，三岔口处缠绕3层，保证冷缩指套饱满充实。

5.4 固定铜屏蔽地线

将一段分成3股的地线分别用3个小恒力弹簧固定在三相铜屏蔽上，将钢铠地线与铜屏蔽地线分开，不要短接。

5.5 固定冷缩指套、冷缩管

在填充胶及小恒力弹簧外缠一层黑色自黏带，使冷缩指套内的塑料条易于抽出。将指端的3个小支撑管略微拽出至从里看和指根对齐，再将指套套入并尽量下压，逆时针将塑料条抽出。清洁屏蔽层，在指套端头往上100 mm之内缠绕PVC带，将冷缩管套至套根部，逆时针抽出塑料条。抽塑料条时，用手扶着冷缩管末端，定位后松开，根据冷缩管端头到接线端子的距离切除或加长冷缩管或切除多余的线芯。

5.6 端子压接

在距冷缩管15 mm处剥去铜屏蔽层，距铜屏蔽层15 mm处剥去外半导体屏蔽层，按接线端子的深度切除各相绝缘层。将外半导体及绝缘体末端进行倒角，按原相色缠绕相角条，将端子插上并压接，按照冷缩终端的长度绕安装限位线。用砂纸打磨绝缘层表面，使其光滑无刀痕，无半导体残留点，并用清洁纸清洁。清洁时，要从端头擦至外半导层。在铜屏蔽上绕半导电带，与冷缩管缠平。

5.7 固定冷缩终端

固定冷缩终端时，首先要锉除压接毛刺、棱角，并清洁干净，用填充胶将端子压接部位的间隙和压痕缠平。将冷缩管终端套入电缆芯并与限位线对齐，轻轻拉动支撑条，使冷缩管收缩。在收缩时，如果发现终端与限位线错位，可用手纠正。

5.8 密封端口

收缩后，在各相冷缩管和冷缩指套的端口处包绕半导体自黏带。这样，既能使冷缩管外半导体层与电缆外半导体屏蔽层良好接触，又能起到轴向防水防潮的作用。包绕自黏带是电缆冷缩头防潮密封的关键环节，要以半重叠法从接头一端起向另一端包绕，然后再反向包绕至起始端。每层包绕后，应用双手依次紧握，使之更好地黏合。包绕时，拉力应适当，做到包绕紧密无缝隙。

5.9 测试

对已经制作完成的冷缩电缆头要进行交接试验，试验项目有直流耐压试验和泄漏电流测试。

直流耐压试验要将试验电压加至37 kV，耐压5 min，耐压时间达到后，以2～3 kV/s的速度缓慢降低试验电压。关闭试验仪器，对电缆放电。放电时，要先经高阻放电，再经多股软铜线放电，确保放电完全。

泄漏电流测试的是耐压为9 kV、18 kV、27 kV、37 kV时的泄漏电流值。当这4项值的不平衡系数不大于2.5时，电缆为合格。试验完毕后对电缆放电。

6 经验教训及控制措施

为防止类似事件的再次发生，本文汲取事故教训，总结出以下5点控制措施：①加大电缆头制作人员在冷缩头施工工艺方面的培训力度，提高其理论及业务水平；②电缆头制作过程中，严格按照工艺规程规定，做到尺寸合适、力度到位、过渡平滑，防止突变电场的产生；③在电缆的储存、制作过程中，要用防水油布防护，做好防潮、防尘措施，降低因杂质、受潮等原因造成的闪络放电；④对于有中间头的电缆，在搬迁、移动时，要做好对电缆中间头的保护，避免其受到外力，影响绝缘；⑤加强对施工工程的中间验收，及时发现工程隐蔽缺陷，将事故控制在源头。

7 结束语

总之，10 kV冷缩电缆头制作工艺直接影响到10 kV电缆的安全、可靠运行。在制作冷缩电缆头时，应严格按照工艺流程以及遵守工艺标准，还要特别注意保持清洁，降低侵入杂质、水分、气体、灰尘等可能性影响。加强对冷缩电缆头制作过程中的验收，及时发现问题并予以解决，进而减少因电缆头制作质量问题而引发的故障。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕