10 kV环网柜电缆终端典型故障案例分析

谢红灿 胡首 黄凤兮 黄惠之

摘 要：对一起前期电缆肘头制作工艺不规范，导致电缆主绝缘切痕过深从而降低绝缘性能，最终引发电缆肘头击穿向环网柜柜壁放电的事故进行了详细分析，说明了事件损失及影响情况，并提出了针对性的防范解决措施。

关键词：电缆终端;主绝缘;绝缘强度

1    事件前运行工况

10 kV周某Ⅱ回#01环网柜310、320、302间隔为运行状态，304间隔为冷备用状态。周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01环网柜310线路带有公变1台，容量为315 MVA;专变1台，容量为200 MVA。302间隔带有公变6台，共计容量为4.23 MVA;专变3台，共计容量为1.51 MVA。事件发生当日天气晴朗。

2    事件发生及处置情况

2019-12-09T07：35，配电运维班工作人员将10 kV周某Ⅱ回#01环网柜310线路转冷备用，打开#01环网柜柜门，听到310间隔有明显的放电声响，且发现310间隔柜门没有关紧，随即工作人员向调度汇报现场情况。08：15，将周某Ⅱ回#01环网柜310线路转检修时，310间隔柜门直接弹出，倒向地面，工作人员发现该间隔C相肘头应力锥底部半导电粘带破裂且下部绝缘管、旁边柜壁有明显放电烧黑痕迹。08：20，工作人员向调度汇报现场情况，并向调度申请紧急抢修工作。08：22，调度许可周某Ⅱ回#01环网柜310间隔的紧急抢修工作。

随后配电运维班进行了上述环网柜检修工作，更换310间隔三相肘头。2019-12-09T14：32，检修竣工，复电正常。

3    事件原因分析

3.1    设备参数

周某Ⅱ回#01环网柜出厂时间为2009年9月，投运时间为2009年11月。周某Ⅱ回#01环网柜主要参数如表1所示。

3.2    缺陷设备情况

2019-12-09T11：15，对周某Ⅱ回#01环网柜310间隔进行进一步检查时，发现该间隔C相肘头应力锥底部半导电粘带破裂且下部绝缘管、旁边柜壁有明显放电烧黑痕迹，如图1所示。

从图1可以看出，相较于A、B相应力锥，C相应力锥底部有明显的外卷情况，进一步将C相解头，取下应力锥时发现其底部外卷且前表面有明显的放电伤痕，如图2、图3所示。

从图2可以看出，应力锥前表面有明显的伤痕及烧黑放电情况，于是进一步将应力锥解剖，如图4所示，从图中可以看出，应力锥内壁至半导电层已经形成了明显的放电通道，且半导电层已经破裂。

取下应力锥后，发现电缆主绝缘外表面已烧黑，且有3条很深的纵向切痕，主绝缘表面光滑，没有打磨痕迹，其中两条切痕沿线已有明显放电通道。主绝缘中间部位有明显的横向压痕，主绝缘与半导电层的连接处没有平滑过渡层。铜鼻子表面产生铜绿，且与电缆导体连接处有明显拉弧产生的斑点，电缆导体表面已氧化发黑。具体情况如图5、图6所示。

進一步将A、B相解头，发现A、B相主绝缘同样有较深的纵向切痕，且切痕已经发黑，表面光滑没有打磨痕迹，A、B相铜鼻子已产生铜绿，B相电缆导体已经氧化发黑。具体情况如图7所示。

3.3    设备缺陷分析与结论

对A、B、C三相肘头进行解剖后发现，铜鼻子均有铜绿产生，铜绿是铜与空气中的水蒸气、二氧化碳发生反应的产物，说明A、B、C三相肘头密封性不好，且受潮严重。同时铜鼻子表面的铜绿会增大导体电阻，使肘头发热，而铜绿受热会产生黑色的氧化铜，C相铜鼻子表面最黑，说明C相肘头已经严重发热。

三相电缆主绝缘均有施工过程中留下的明显划痕，C相主绝缘横向压痕最明显。施工过程中没有对这些痕迹进行打磨处理，导致主绝缘受损，绝缘强度降低。

由于粗放施工使C相肘头应力锥底部外卷，应力锥底前部受损，使其安装不到位，起不到均匀电场的作用。同时由于受潮、受热，使水汽进入纵向划痕内形成导电通道，最终击穿应力锥向环网柜柜壁放电。

从上述分析可以得出，安装施工粗放导致C相应力锥安装不到位，起不到均匀电场的作用。主绝缘切痕过深，没有进行打磨处理，降低其绝缘强度，最终击穿应力锥向环网柜柜壁放电。

4    事件损失及影响情况

因周某Ⅱ回#01环网柜310间隔设备异常，造成周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01环网柜310线路停电7 h，损失负荷0.565 MVA，损失电量3 955 kWh。根据10 kV以上输变电设备跳闸、被迫停运、非计划检修、停止备用，或设备异常造成限降负荷（输送率）运行条款描述，此次事件定为八级设备质量事件。

5    事件暴露问题

（1）施工人员施工粗放，责任感不强，工艺质量不合格，使C相应力锥底部外卷，主绝缘切痕过深[1]，绝缘强度降低，是导致此次缺陷的直接原因。

（2）运维人员验收把关不严，在设备投运前未对设备进行仔细检查[2]，导致安装工艺质量不合格设备投入使用，影响电网的安全运行。

6    防止事件重复发生的对策

通过上述分析，发现配电设备在安装、运行过程中存在以下几个问题：

（1）施工人员专业技术不过关，存在电气设备安装质量不高、工序不全等施工质量问题[3]。

（2）运行维护人员把关不严，对相关设备没有严把竣工验收关口，导致安装工艺质量不合格设备投入电网。

针对存在的问题，结合配电网运维规程[4]，提出以下防范措施：

（1）加强相关配电设备施工队伍人员技术培训，明确配网典型设计和标准工艺，提高施工安装工艺质量[5]。

（2）对配电设备检修（施工）实施全过程把关，严格控制竣工验收环节，杜绝重要工序执行不到位、工序不全等不符合要求行为的发生。

（3）落实考核制度，将配电设备检修人员、把关验收人员名单随竣工资料进行存档，实施设备全寿命管控，对发生问题的相关人员严格追责。

[参考文献]

[1] 杨雨薇，胡首.10 kV电缆中间接头故障跳闸事件分析与处理[J].机电信息，2020（9）：44-45.

[2] 杨雨薇，王柯，胡首.10 kV开关柜局部异常放电事故分析与处理[J].机电信息，2020（15）：22-23.

[3] 周宣.一起10 kV交联电缆终端头爆炸事故分析[J].电力安全技术，2015，17（11）：26-30.

[4] 配电网运维规程：Q/GDW 1519—2014[S].

[5] 张国庆，葛锦锦，汪诗经，等.配电网10 kV电缆终端头故障原因分析及处理对策[J].安徽电力，2020，37（1）：48-50.

收稿日期：2021-02-26

作者简介：谢红灿（1969—），女，湖南衡阳人，硕士研究生，副教授，研究方向：配电设备运行与检修、配电线路运维。

胡首（1988—），男，山西朔州人，技师，工程师，研究方向：配电自动化、配电电缆运维。