110 kV干式柔性户外电缆终端常见问题分析

姚舜禹

(国网河南省电力公司郑州供电公司，河南 郑州 450000)

0 引言

对于110 kV 电缆，常见的户外终端有油浸复合套管式和干式柔性两种类型[1-3]。相比于油浸复合套管式电缆终端，干式柔性终端具有如下优势：一是制作方便[4]，可以在终端塔下制作，然后进行吊装，相比需要在检修平台上制作的油浸复合套管式电缆终端，更容易获得较好的制作环境，可以有效避免环境对终端制作质量的影响；二是结构简单，制作快捷，其终端采用整体预制，不需要分开安装应力锥和套管[5]，也不要灌油，大大缩短了制作时间；三是干式柔性终端没有填充绝缘剂，因而运行中不存在漏油的可能性[6]。

对干式柔性户外电缆终端进行分析和研究存在现实意义：一方面，目前许多地区仍有在运电缆线路采用户外干式柔性终端，如果出现故障或缺陷，需要进行处理，受到终端塔型的限制，可能仍需要安装同类型终端；另一方面，电缆附件的结构仍处于不断优化的过程中，对在运电缆附件类型常见问题进行分析有利于扬长避短，开发出更科学的电缆附件。下面先对两种类型的干式柔性户外电缆终端结构进行介绍，然后通过现场案例，分析干式柔性户外终端在制作和吊装过程中可能引起缺陷和故障的常见问题。

1 结构介绍

干式柔性户外电缆终端采用整体预制工艺，外绝缘和应力锥预制在一起，无需分开安装。常见有尾管和无尾管两种类型。不同厂家的终端结构稍有差异，但大体相似。

有、无尾管的干式柔性户外电缆终端外观相似，但内部结构有所差异。对于有尾管的干式柔性户外电缆终端，终端主体下端内部有一凹槽，可将尾管卡在其中，尾管和金属护套之间采用封铅方式进行密封。对于无尾管的干式柔性户外电缆终端，需要严格按照预先标记的定位线安装终端主体，靠抱紧力保证终端主体不下滑，并且由于没有尾管，无法进行封铅，一般用环氧泥进行密封。

2 案例分析

2.1 制作问题

110 kV W 线电缆为区政府自行组织施工，采用无尾管的干式柔性终端。起止点为11 号至12 号电缆终端塔，电缆全长844 m。

某年4 月，W 线C 相跳闸，巡视发现W 线11 号电缆终端塔上终端击穿。将故障终端从塔上卸下，发现终端末端存在一个击穿孔，从孔中可以看到裸露的线芯。

对故障终端进行解剖，发现故障位置位于绝缘屏蔽层断口附近。断口处出现明显豁口，仔细观察发现是绝缘屏蔽层翻折导致，应是故障瞬间高温导致断口处绝缘屏蔽层和绝缘层脱离并翻折。翻折前的绝缘屏蔽层断口与应力锥部分的搭接位置如图1中位置1 所示，而设计的正确搭接位置应该在图1中位置2 处。

图1 应力锥与绝缘屏蔽层断口搭接情况实物

经现场及解剖鉴定发现，应力锥与绝缘屏蔽层断口搭接位置与设计位置偏差过大是导致本次事件的主要原因。

经测量，应力锥半导电部分与绝缘部分的分界线(位置3)与电缆绝缘屏蔽层断口(位置1)实际搭接约10 mm，实际搭接位置(位置1)与设计搭接位置(位置2)偏差约30 mm，临近应力锥设计允许临界位置。

安装人员在套入整体预制橡胶绝缘件之前，没有在电缆上做好定位标记，或者标记尺寸不正确，导致套入过深，绝缘屏蔽层断口与应力锥搭接位置比正确位置靠上。绝缘屏蔽层断口附近是应力最集中的位置，应力锥中半导电部分的形状是根据该位置周围各处场强情况对应设计的，按照正常尺寸搭接，才能够准确实现应力控制。当尺寸搭接错误，应力锥控制场强的效果变差，绝缘屏蔽层断口附近的应力仍较为集中，在长期运行过程中，该位置绝缘逐渐劣化，最终导致径向击穿。

2.2 吊装问题

某年7 月，110 kV Q 线B 相故障，巡视发现Q 线1 号电缆终端塔B 相上终端击穿。110 kV Q线电缆段起点为站内终端，终点为1 号终端塔，电缆长度1 020 m。故障终端采用有尾管的干式柔性终端。

处在三角形OAB区域的P6，是一种低成本低功能的价值溢出状态，表明高校较少的资源投入得到了远高于其投入的回报，需要鼓励和加大投入，使其保持这样高效率的状态。

将故障终端从塔上卸下，发现终端应力锥位置有击穿痕迹，整体预制橡胶绝缘件末端部分烧毁。

对故障终端进行解剖，发现故障位置位于绝缘屏蔽层断口附近，断口以下的绝缘屏蔽层已与绝缘层脱离，应是故障瞬间高温导致断口处绝缘屏蔽层和绝缘层脱离。脱离前的绝缘屏蔽层断口位置如图2 中位置1 所示，而设计的正确搭接位置应该在位置3，电缆绝缘屏蔽层断口的位置比设计正确位置下移约35 mm，甚至低于应力锥内部凹槽下沿，即应力锥半导电部分未搭接上电缆本体绝缘屏蔽层断口。

经现场及解剖鉴定发现，应力锥与电缆绝缘屏蔽层断口错位是导致本次事件的主要原因。绝缘屏蔽层断口附近是场强最集中的位置，因此需要利用应力锥来实现场强控制，而此终端的应力锥半导电部分没有搭接上电缆绝缘屏蔽层断口。绝缘屏蔽层断口附近场强集中，在长期运行过程中，该位置绝缘逐渐劣化，最终导致径向击穿。

经测量，电缆绝缘屏蔽层剥切尺寸与工艺要求一致，因此可以排除制作工艺错误导致终端应力锥的半导电部分没有搭接上电缆绝缘屏蔽层断口的可能性。

该终端上塔吊装时采用电缆护套牵引方式，即吊装过程中主要由电缆护套承受上塔牵引力作用，电缆终端塔呼程高30 m，B 相终端距地面高度约为38 m。对于截面积为1 200 mm2的单芯铜芯电缆，每米质量约为17 kg，电缆终端约30 kg。

通过计算可知电缆及终端吊装重量为6 623 N（质量676 kg），采用电缆护套牵引方式吊装时的金属电缆铝护套因受力会发生弹性变形，造成铝波纹护套有一定程度的延展(约为0.2 %)。同时，因为铝护套与缆芯连接不密实，存在缝隙，吊装时铝护套会发生滑动。

而该终端为带有尾管的干式柔性终端，其橡胶绝缘件尾端内部设计有凹槽，容纳尾管，使尾管上沿正好可以抵在凹槽下沿，使绝缘件无法下滑。当铝护套出现延展，并与缆芯产生滑动时，铝护套会通过金属尾管推动整体预制橡胶绝缘件向顶部压缩，造成安装尺寸发生变化。

吊装导致应力锥错位的情况，不只出现在带有尾管的干式柔性终端，在实际工作中，没有尾管的干式柔性终端也出现过类似情况。

3 防范措施

结合以上现场案例，针对户外干式柔性终端在制作和吊装过程中可能引起缺陷和故障的常见问题，提出以下防范措施。

1) 全面加强附件安装质量管理，充分发挥监理人员的职责，明确附件安装责任划分、人员资质要求、现场装备要求、现场准入要求、附件制作要求、档案管理以及考核评价规定。严格审查附件安装人员资质，安排合理工期，关键环节需录制影像资料存档或派专人旁站监督。建立合格的服务商和优秀附件制作人员名单，减少因安装质量而造成的跳闸事件。

2) 运维单位严把验收关，严格按照规程要求开展各项交接试验，制订验收卡，详细列出验收要点，验收人员需逐项检查并作出评价，并将验收卡留档备查。加强用户自建项目隐蔽工程的验收，关键环节不能提供影像资料的需进行返工。

3) 对于整体预制终端，应采用多点固定式吊装方式进行吊装。多点固定式吊装方式主要受力物体为电缆线芯，为防止吊装过程中接线端子脱落而导致电缆掉落，在电缆终端尾部及电缆本体处各刚性固定一个点。多点固定式吊装工具由吊环、吊装杆、电缆固定夹、高强度螺栓组成，为全预制钢结构构架，很好地解决了高落差、大截面电缆的吊装问题，尤其是干式柔性终端地面制作后吊装造成电缆金属护套弹性变形和延展问题。

4) 为避免户外干式柔性终端安装高度过大导致电缆外护套和铝波纹管拉伸变形，禁止使用超高塔型，吊装前做好安装标记，吊装后复核尺寸，防止出现较大移位。另外，建议吊装后再进行电缆主绝缘交流耐压试验。

4 结论

介绍了有尾管和无尾管两种干式柔性电缆终端的结构，结合两起现场案例，分析了干式柔性电缆终端出现缺陷或故障的一些原因。

1) W 线C 相电缆终端击穿，原因是安装过程中应力锥与电缆绝缘屏蔽层断口搭接过深。

2) Q 线B 相电缆终端击穿，原因是吊装过程中应力锥与电缆绝缘屏蔽层断口错位。

针对以上问题，提出采用加强附件安装质量管控、多点吊装以及避免采用超高塔型等措施，尽可能避免户外干式柔性终端出现缺陷和故障。