10kV高压电缆终端头常见故障与处理对策

王世亮

【摘 要】随着我国电力事业的不断发展，对于10kV的电缆设备制作也提出了更加具体的要求。然而在10kV电缆终端头设备的制作之中，经常会出现一些细节问题，导致电缆终端头出现运行故障，难以达到相应的使用标准。本文作者根据自身对于10kV电缆终端头研究多年的实际经验，对于电缆终端头产生故障的原因进行了深入的分析，并根据实际情况，提出相应的制作工艺要求，希望能对相关行业起到一定的启发作用。

【关键词】10kV电缆终端头;故障原因;制作工艺

引言

配电网中主要通过10kV电缆实现电能传输。在电能传输过程中，电缆通过电缆终端头与其他电气设备连接，两根不同电缆通过电缆中间头连接，电缆终端头和电缆中间头统称为电缆附件。为了保证电缆所接配网系统的稳定运行，电缆附件应与电缆具有相同的使用寿命，并且能够长期安全运行。

制造工艺的不断改进使得10kV电缆自身发生故障的概率非常低，在配电网中，导致电缆发生故障的主要原因是电缆附件与电缆或开关设备配合不良，而电缆头制作工艺的缺陷是造成这种配合不良的主要因素。本文以下将对电缆头制作工艺造成电缆故障的常见原因进行详细分析并提出相应的解决措施。

一、10kV电缆终端头主要故障原因

1 安装压力不够，造成接触不良

对电缆头进行安装作业，当线耳与开关设备连接时，如果安装压力不够会导致螺母、螺栓未拧紧，进而造成电缆端面接触不良，在电缆运行过程中接触电阻增大、电缆温度上升，进一步促使电缆接头氧化，电缆接头氧化膜不断增厚又直接导致接触电阻再次增大。形成恶性循环，不断加速电缆头老化，严重时直接破坏电缆接头绝缘层，绝缘击穿后形成相对地的短路。

为了防止此类问题的发生，在对电缆头进行安装作业时，一定要将安装在套管上的M16螺杆拧到底，然后再安装线耳;在拧紧线耳螺母的时候，为了避免线耳单边受力应将电缆用电缆夹固定在柜子上，起到支撑的作用，线耳与套管应能够充分接触，使其具有足够的扭矩锁紧螺母;特别在安装双缆时，一定要保证后插电缆的线耳与铜棒能够充分接触。

2 应力管与电缆外半导体层和铜屏蔽层对接不当造成绝缘击穿

电缆终端头的制作工艺要求应力管与电缆外半导体层和铜屏蔽层对接时必须有20-25mm的搭接，而实际制作过程中电缆外绝缘层半导体层与铜屏蔽层和外绝缘层同齐，导致无法实现搭接。

应力管安装位置处较容易发生故障，原因是由于高压电缆每一相线芯外均有一接地的屏蔽层，在对电缆头进行安装作业时需要剥离其屏蔽层，电缆的电场分布也随之变化，并且产生一种切向电场，该电场的产生将给绝缘极带来极为不利的影响。剥离屏蔽层芯线的电缆断口处电场最强，从而使得其成为电缆最容易击穿的部位。为了避免电缆断口处被击穿，可将应力管套在屏蔽断口处以降低电缆断口处的电场强度，从而保证电缆可靠运行。

应力管对于电缆头的制作非常重要，应力管可以在主绝缘层未被破坏的情况下达到分散电应力的效果，在主绝缘层与铜屏蔽层之间的外半导体层同样也可以防止电场畸变。电缆终端电场畸变最为严重，电缆外屏蔽切断处是电缆绝缘最薄弱的地方，容易发生绝缘击穿事故，严重影响终端运行可靠性。

二、电缆终端头制作工艺的要求

在电缆终端头制作工艺中，应保证应力管与铜屏蔽层的接触长度超过20毫米，以达到削弱电缆屏蔽层端口处电场强度的效果;如果接触长度低于20毫米，则会导致应力管的接触面不足，发生电缆传导能力不足的现象;接触长度也不宜过长，过长的接触面会导致应力分散，使得电场分散区域不断减小。同时，10kV电缆终端头接地过程中，要求电缆金属屏蔽套和铠甲层连接良好并且不存在中断现象，并且跨接线的截面也能够符合相关标准与规范。三芯电力电缆的金属保护层必须完整并有良好的接地性能，塑料电缆每相铜屏蔽和钢铠应锡焊接地线（油浸纸绝缘电缆铅包和铠装应焊接地线）。电缆在通过零序电流互感器的过程之中，其金属保护层和接地线应该处于对地绝缘状态，而当电缆接地点在互感器以下时，接地线应该进行直接接地，当接地点的点位在互感器之上时，应该采用穿过互感器的方式进行接地[3]。

三、10kV电缆终端头制作中需要注意的问题

首先，在对10kV电缆终端头进行施工作业时，为了防止因为外界因素造成10kV电缆终端头故障，应该保证施工现场的温度、湿度以及施工环境符合相关标准。在进行电缆外半导体层剥离时，相关施工人员必须控制好切割的深度，防止切割深度过大而破坏电缆主绝缘的情况发生。切割后，为了消除切割过程中在电缆半导体层留下的微小划痕，要求半导体内的嵌入绝缘过程必须进行深入清理，并用纱布进行轴向的打磨施工，最后用烤把进行热缩之后再进行硅脂的涂抹。在硅脂涂抹之前，要对电缆绝缘半导体的电层端口进行排气处理，从而减少电缆终端头内部放电的现象。在制作过程之中，要杜绝电缆屏蔽层的剥离，防止因为失去屏蔽层而导致沿导线轴向电力线产生的切向电场。同时，在屏蔽层芯线被剥离后，应该注意对于屏蔽层断口的集中处理，对于屏蔽层断口处等多个电缆容易被击穿的部位进行分散式电力线的处理。采用介电常数为20到30，体积电阻率在108Ω到1012Ω·cm的材料进行电应力控制管的制作，并将控制管套装在屏蔽层的断口之处，从而确保电缆能够更加可靠地运行[4]。

四、10kV电缆终端头的试验及检测

10kV的交联电缆是由添加交联剂的热塑性塑料挤包和交联制作而成的。如果在制作后采用直流电场施加空间载荷，就会导致绝缘性能的劣化，从而降低电缆终端头的使用寿命，也就是说，交联电缆的终端头不应该采用直流耐压的测试方法进行检测。如果新投运或者改制的电缆头为交联电缆头，则应该采用交流电压的实验方法。在进行实验方法的应用之中，要确保其输出电压能够接近电缆实际运行的工况，同时试验电压的数值应该低于直流耐压试验的测试值，并且在测试过程之中，要确保有害的空间电荷不会注入到绝缘材料之中。同时，也应该对于电缆和电缆接头的施工工艺流程之中存在的缺陷进行无损伤探测，对于绝缘介质之中的电树枝、水树枝的放电情况进行有效检测并制定相应的改善流程，确保10kV电缆终端头能够在使用期限内正常使用。

五、结束语

10kV电缆终端头的故障能否得到有效排除，将关系到电缆设备的运行安全以及运行质量。本文以电缆终端头故障产生的主要原因作为切入点，探讨了10kV电缆终端头产生故障的常见原因，并对于电缆终端头制作工艺要求和在制作之中需要注意的相关问题进行了全面分析，最后对于10kV电缆终端头的试验及检测提出了科学和有效的检测办法，进而减少10kV电缆终端头在使用过程之中发生故障的几率，提升电缆终端头的使用寿命，使10kV电缆设备能够在安全和稳定的前提下运行和使用，促进电缆设备运行质量和运行效率的不断提升。

参考文献：

[1]孙小春.10kV电缆终端头故障产生的原因分析及制作工艺要求[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2012，29（5）：9-10.

[2]陈鑫水.220kV电缆GIS终端故障原因分析及处理[J].广西电力，2012，35（1）：46-49.

[3]刘佩思.10kV电缆接头制作工艺探讨[J].科技创业月刊，2015，28（24）：129-131.

[4]尹宏，尹昊.10kV交聯橡塑电缆终端头的制作[J].电气时代，1998，（9）：16.

（作者单位：华电宁夏灵武发电有限公司）