某西藏江孜县光伏发电项目电缆终端爆炸原因分析

马 燕

中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司 北京 100024

引言

本文主要对某西藏江孜县光伏发电项目电缆终端爆炸具体原因进行了有效的分析，并制定了有效的方法措施，以供参考。

1、电缆选择

选型原则：根据持续允许电流、短路热稳定、允许电压降的要求选取电缆。

护套选型：鉴于环境寒冷温差大的特点，选用了交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套的电力电缆。

2、电缆终端选择

目前应用较多的电缆终端有热缩、冷缩电力电缆终端。热缩电力电缆终端的主体材料为橡塑合金，冷缩电力电缆终端的主体材料为硅橡胶；冷缩电力电缆终端较之热缩电力电缆终端的物理弹性要好，局放小，施工空间要求小，安装速度快，安装精密度要高且安装后的电缆终端外形美观。

综上所述冷缩电缆终端相比于热缩电缆终端优势明显，因此本工程选用冷缩电缆终端。

3、事故原因分析

与电缆本体相比，电缆终端是薄弱环节，约占电缆线路故障的95%。由于电缆终端在选取、制作、接线都有严格地国家标准要求，任一环节出现疏忽，都会造成电缆终端故障发生。通过对电缆终端故障进行深层次的分析，找出以下几个主要原因：

（1）制作工艺过程

电缆终端制作工艺过程要求较为严格，若制作不规范会导致相连部分接触电阻过大，局部温度升高，使其绝缘层遭到破坏，产生相间或相对地故障，引起电缆终端着火或爆炸。通过查看发生故障时的故障录波数据发现，电缆运行时并无过载及接地现象。查看现场故障电缆终端可以发现，其击穿部位多发生在电场畸变最严重的铜屏蔽层切面及半导体层切面。由此可推断有可能是制作工艺过程把控不严所导致。

在电缆制作工艺过程中切割剥离电缆绝缘层、屏蔽层及半导体层时，把握切割力度尤为重要，若用力不当则局部会存在气隙，使得断口处场强增大，产生发电现象，同时也应注意半导体屏蔽层剥切后应进行尖角毛刺平整。安装应力管时候与绝缘屏蔽层搭接不应小于20mm，交联电缆因内应力处理不良会在运行时发生收缩产生气隙，导致放电。

（2）应用环境影响

海拔超过1000m的地区，每增高100m，气压约降低0.8 ～1kPa，项目地处海拔4100m地区，随着气压的降低空气密度逐步减小，由于空气温升与空气密度成反比，因此空气冷却能力的降低易导致导体温度上升。同时由于高海拔地区日夜温差大易产生凝露，使绝缘材料变硬、变脆，降低绝缘性能。

（3）谐振过电压

与现场沟通，大部分电缆终端均是在夜晚及凌晨发生爆炸，这个时段由于光伏组件不工作，电气系统内部由电感元件（如空载变压器等）和电容元件组成，当系统内的电感电容元件在满足一定的谐振条件时，有产生谐振过电压的可能，从而导致作为薄弱环节的电缆终端出现故障。

4 防范对策

（1）鉴于交联电缆本身的诸多缺点和冷缩电缆终端制作中因施工不当导致电缆终端局部放电或电树枝放电，在制作过程中要严控制作工艺过程，提出以下几方面注意事项：

1）严格控制剥切电缆时的力度及尺寸；

2）平整断口处的毛刺尖角，保证断面光滑平整；

3）半导体层断面应光滑平整，与绝缘层的过渡应光滑；

4）电缆绝缘层剥切后，应仔细打磨主绝缘层表面，使其光滑，并用清洗溶剂从导体向半导体层方向清洗；打磨和清洗主绝缘时，清洗剂和砂纸严禁触碰外半导电层，以免造成清洗剂溶解半导电层以及打磨杂质遗留导致放电。

5）用硅脂填充电缆绝缘半导体层断口处的气隙以排除气体。

6）附件的尺寸与待安装的电缆尺寸配合要严格符合规定的要求，适当的过盈量，特别是应力管与绝缘屏蔽搭接不少于20mm，以防收缩时应力管与绝缘屏蔽脱离。

7）制作电缆终端前做好准备工作，缩短制作过程，避免灰尘杂质的进入影响电缆终端质量。

（2）在容易出现故障的线路上装设电缆绝缘故障探测装置，监测电缆走向及绝缘情况，发生故障可及时定位故障。

（3）重新采购新电缆终端时采购单位应向厂家说明所使用地区的环境特点。应采用适用于高原地区的专用电缆终端。

（4）由于本工程35kV系统中性点设备采用消弧线圈设备，因此投入消弧线圈和改变运行参数，能消除谐振过电压的条件。

结束语

通过采取多项有效防范措施例如选用符合环境运行特点的电缆终端，严格把控电缆终端制作工艺过程，保证整个系统的设备配置合理，才能从根本上杜绝高原地区电缆终端故障的发生，以确保项目的实现发电安全，经济效益最大化。