风电场项目电缆头故障事故分析

张杰

摘 要：从国家出台新能源政策以来，风能这个词出现的频率越来越高，一个个风电场的建设延伸至全国各地，从陆地草原风力发展到海上、山顶风能的利用。大家都知道风电场一般是由风力发电机组发出620伏或690伏电压经过箱变将电压升至35千伏，然后在经集电线路送出至升压站，哪对于箱变高低压侧电缆头质量就是关键了，如果电缆头出现击穿等问题，有可能会影响整回集电线路停电，从而使这回线路上所带风机全部停运随着风电场投运数量不断的增加，风机的电能是通过集电线路送至升压站并上网的，因此对集电线路通过箱变高低压侧的电缆头制作质量的要求也越来越来高了，我根据实际已投运的电场电缆头炸裂事故，从电缆头的施工过程中制作质量、原材料质量等多角度分析原因，希望能给大家一些建设性的建议：

关键词：电缆头；故障；分析

1 事故概况

很多风电场自投运以来多次出现电缆头炸裂事故，现将有记录的多次事故汇总并统一分析。

2014年7月22日9：46分十线报零流I段故障；2014年8月13日14：27分九线报零流I段故障；2014年10月18日1：29分五线报过流I段故障；2014年10月19日5：36分四线报过流I段故障；2014年10月21日9：05分三线报过流I段故障；2014年10月22日3：08分五线报零流I段故障；2014年10月28日10：39分五线报过流I段故障；

以上故障均为电缆头击穿后跳闸，不含由此引发的其它跳闸记录，后续进行交流耐压试验又出现多起电缆头击穿事故，前后共计更换击穿电穿头21套，拆除可能存在问题并重做电缆头28套，一共更换49套。

2 事故原因分析

根据现场情况，以及对事故材料（包括故障录波文件，故障报文，施工记录，各方面技术咨询等）的分析，可能出现的原因有：（1）工艺不规范；（2）冬季施工措施不到位；（3）电缆头屏蔽接地不良；（4）冷缩套管质量不良；（5）电缆质量问题；（6）系统谐波造成过电压。分析如下。

2.1 冷缩套管质量原因

放电发生在绝缘体与半导体间，并且当地空气干燥，未发生过三岔口击穿事故，不存在因冷缩套密封不良而导致的故障。

2.2 电缆质量问题

未发生电缆中段击穿事故。经查询厂家，无不良事故记录且合格证等均齐全。

2.3 諧波过电压原因

故障录波显示，在故障前不存在谐波电压，同时电能质量装置亦未报出谐波。

2.4 现场制作工艺与厂家标准存在较大偏差

如图1为现场实际图片，图2为标准做法。（1）应力锥长度低于半导体层，应力锥不起作用；（2）半导体层和铜屏蔽层断面处理不平整；（3）未缠绕半导电带以弥补不平整问题；从而使得半导体层会形成尖端电场效应；（4）绝缘层在处理时，表面不光滑，打磨不充分，存在棱角面。

电场密集处电压较高，会逐渐对绝缘层破坏，这个过程会一直持续直至绝缘击穿。现场对击穿过的电缆或耐压失败的电缆进行解剖时均发现半导体层断口处理太粗糙，存在毛刺和尖端。当存在尖端电场时，局部高压会随着时间逐渐“侵蚀”缘缘体，电场电压越高，“侵蚀”速度越快。

2.5 制作电缆头在冬季施工措施不到位

在寒冷情况下制作电缆头，由于未受防护，人员难以对细节把控到位。另外制作过程会用无水酒精湿纸（最高95%）擦拭电缆绝缘层表面，施工自2013年12月至次年3月，当地气温度低于0度，制作时因冬季施工防护不当水分易留在冷缩套管和绝缘层间，绝缘受潮形成水电树，长期运行后，放电击穿电缆。

2.6 现场电缆屏蔽层未有效接地

现场电缆屏蔽层未有效接地，易发生电容电流长期聚集破坏绝缘。

3 暴露的问题

（1）电缆头制作工艺要求不严格，未及时发现。（2）制作电缆时冬季施工的防护措施未做到位。（3）带电前验收不仔细，电缆头接地不良问题没能发现。（4）现场对连续出现故障不够重视，以致数据材料收集不完整，自出现电缆头故障开始一直未对电缆进行解剖和分析延误整改时间。（5）直流耐压试验不能很好的体现电缆头绝缘性能。

4 建议

（1）建议对新项目制作的电缆头进行交流耐压试验。（2）建议在小风天气，温度高于5摄氏度时对出现故障的35kV整条线电缆头进行交流耐压试验，在发现击穿数量大于该线路总量的30%时，要求施工方全部重新制作。（3）鉴于此情况的多发，建议延长施工合同的质保期或其它措施。（4）增加项目工程管理过程中关键工艺的抽查频次，加强施工过程对电缆头制作质量的监督，敦促落实监理旁站抽查措施。（5）后续发生事故后，生产人员留取更全面细致的图片及数据，及时认真的分析出事故原因，以避免错过及时整改时间。