110kV電纜預(yù)制式中間接頭缺陷分析及防范措施

為了評(píng)估110kv電壓等級(jí)電纜中間接頭的載流能力,采用熱路法分析了中間接頭與電纜本體的徑向?qū)岵町?及中間接頭軸向傳熱的影響范圍。基于理論分析,建立了有限長(zhǎng)中間接頭1/2軸切面幾何模型,利用有限元仿真工具,迭代計(jì)算了中間接頭載流量。模擬空氣敷設(shè)環(huán)境,進(jìn)行了大電流溫升實(shí)驗(yàn),得到了中間接頭局部溫度分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:中間接頭徑向溫差大于電纜本體徑向溫差,對(duì)應(yīng)中間接頭徑向熱阻大于電纜本體徑向熱阻;中間接頭軸向傳熱影響范圍小,靠近中間接頭的電纜本體導(dǎo)體溫度軸向分布均勻;隨著負(fù)荷增大,中間接頭與電纜本體的導(dǎo)體溫差增大;空氣敷設(shè)環(huán)境下,考慮中間接頭的110kv電纜線路載流量降低145a;采用有限長(zhǎng)軸切面幾何模型仿真計(jì)算中間接頭導(dǎo)體溫度,計(jì)算相對(duì)誤差小于6%。該研究結(jié)果可以為電力調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)部門(mén)考量電纜中間接頭對(duì)110kv電纜線路載流量的限制作用提供參考。

通過(guò)對(duì)發(fā)生故障的110kv電纜中間接頭進(jìn)行解剖,分析推斷故障原因可能是絕緣層與半導(dǎo)電屏蔽層間存在微小氣隙缺陷,經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)生局部放電并發(fā)展成貫穿性導(dǎo)電通道造成絕緣擊穿,提出采取在線局部放電測(cè)試的方法對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并予以消缺,防止故障發(fā)生。

作者參加了合肥市中心變中支ⅰ、ⅱ線110kvxlpe電纜共計(jì)六個(gè)中間接頭的制作，該電纜由澳大利亞oles公司制造并負(fù)責(zé)制作電纜中間接頭?，F(xiàn)將制作工藝介紹如下。

通過(guò)對(duì)發(fā)生故障的進(jìn)口110kv整體預(yù)制式電纜中間接頭進(jìn)行解剖,分析推斷故障原因是整體預(yù)制絕緣件內(nèi)表面與導(dǎo)體連接屏蔽罩以及電纜界面間存在局部放電,經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行由局部放電發(fā)展成貫穿性導(dǎo)電通道造成擊穿,并提出采取竣工耐壓試驗(yàn)同步進(jìn)行局部放電測(cè)試的應(yīng)對(duì)措施。

以某110kv高壓電纜中間接頭系列故障為研究對(duì)象,通過(guò)高頻局部放電檢測(cè)、實(shí)物解體、電纜性能檢測(cè)等方法進(jìn)行分析。在排除其他因素的影響后,認(rèn)為故障的主要原因?yàn)閷?dǎo)體金屬屏蔽罩與導(dǎo)體壓接管之間的連接編織銅線在運(yùn)行中存在斷裂或脫落,金屬屏蔽罩在絕緣預(yù)制件內(nèi)處于懸浮電位,導(dǎo)致金屬屏蔽罩和電纜絕緣端部之間發(fā)生局部放電,并最終引起絕緣擊穿。另外,結(jié)合本案例分析總結(jié)了國(guó)內(nèi)電纜及接頭故障的主要類(lèi)型,以期對(duì)電力電纜線路的安裝、運(yùn)維、管理提供借鑒。

文章介紹了一起由紅外檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的高壓電纜中間接頭故障案例.通過(guò)解體分析,確定了故障原因?yàn)殡娎|接頭受潮導(dǎo)致絕緣劣化,長(zhǎng)期運(yùn)行最終產(chǎn)生局部放電燒蝕.最后提出了電纜安裝和運(yùn)維階段的技術(shù)監(jiān)督措施,為高壓電纜接頭在電力系統(tǒng)中安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障.

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通過(guò)對(duì)10kv電纜中間接頭爆炸引起線路跳閘原因的調(diào)查,分析了發(fā)生的原因,提出了防范措施。

以某220kv高壓電纜中間接頭在試送電、交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中多次發(fā)生絕緣擊穿的異?，F(xiàn)象為研究對(duì)象,對(duì)比分析了接頭內(nèi)的放電通道和施工工藝等問(wèn)題。故障接頭解體后,基于放電通道均起始于導(dǎo)體接續(xù)管外的半導(dǎo)電帶邊緣處、均存在沿面放電等特征,認(rèn)為供應(yīng)商在關(guān)鍵部位變更產(chǎn)品的施工工藝,即絕緣預(yù)制件的擴(kuò)徑方法、導(dǎo)體接續(xù)管外的處理工藝,造成產(chǎn)品安裝后無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)性能,是造成本次事故的主要原因。

10kv電纜中間接頭 11.7.1施工工藝流程圖 10kv電纜中間接頭施工工藝流程圖 11.7.2主要施工工藝質(zhì)量控制要點(diǎn) 11.7.2.1施工準(zhǔn)備 （1）電纜接頭的安裝應(yīng)由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，熟悉工藝的、具有一定專(zhuān)業(yè)水平的人 員（必須持證上崗）進(jìn)行。 （2）檢查接頭工作所必須的工器具、接頭材料是否齊備。 （3）接頭材料的規(guī)格應(yīng)與電纜規(guī)格對(duì)應(yīng)。 （4）施工人員認(rèn)真閱讀安裝工藝，熟悉接頭圖紙，掌握接頭尺寸。嚴(yán)格按 照安裝工藝進(jìn)行施工。 （5）使用新接頭材料時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，首件安裝時(shí)技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)到場(chǎng)指導(dǎo)。 （6）在實(shí)外制作電纜接頭時(shí)，空氣相對(duì)濕度應(yīng)為70%及以下；當(dāng)相對(duì)濕度 大時(shí)，進(jìn)行去濕處理。嚴(yán)禁在霧或雨中施工。 （7）直埋電纜接頭坑尺寸應(yīng)符合要求。 （8）進(jìn)入隧道前，檢測(cè)電纜隧道內(nèi)的有害及可燃?xì)怏w含量；氣體含量超標(biāo) 要進(jìn)行通風(fēng)處理。 11.7.2.2調(diào)直電纜及確定接頭

通過(guò)一起發(fā)生在220kv電纜線路上的電纜預(yù)制式中間接頭擊穿故障和在故障搶修過(guò)程中,同批同規(guī)格的中間接頭備品在正常預(yù)擴(kuò)張中開(kāi)裂情況,進(jìn)行了檢查、試驗(yàn)和原因分析,根據(jù)故障中間接頭的三元乙丙橡膠絕緣件開(kāi)裂的外表現(xiàn)象和解剖后的放電痕跡分析,該中間接頭在運(yùn)行過(guò)程中絕緣件突然開(kāi)裂是引起放電擊穿的主要原因;同時(shí)提出備用的中間接頭在正常擴(kuò)徑后開(kāi)裂的三元乙丙橡膠絕緣件,其絕緣老化試驗(yàn)前后的斷裂伸長(zhǎng)率較低,直接降低了中間接頭機(jī)械強(qiáng)度,引起備品接頭整體絕緣件發(fā)生開(kāi)裂。

以某220kv高壓電纜中間接頭在試送電、交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中多次發(fā)生絕緣擊穿的異?，F(xiàn)象為研究對(duì)象,對(duì)比分析了接頭內(nèi)的放電通道和施工工藝等問(wèn)題.故障接頭解體后,基于放電通道均起始于導(dǎo)體接續(xù)管外的半導(dǎo)電帶邊緣處、均存在沿面放電等特征,認(rèn)為供應(yīng)商在關(guān)鍵部位變更產(chǎn)品的施工工藝,即絕緣預(yù)制件的擴(kuò)徑方法、導(dǎo)體接續(xù)管外的處理工藝,造成產(chǎn)品安裝后無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)性能,是造成本次事故的主要原因.

10KV電纜中間接頭制作 (3)

10kV電纜中間接頭制作 (2)

10kv電纜中間接頭制作

為研究高壓電纜中間接頭缺陷對(duì)電場(chǎng)分布的影響規(guī)律,首先分析了110kv交聯(lián)聚乙烯電纜中間接頭的典型缺陷類(lèi)型,然后基于comsolmultiphysics仿真軟件建立了中間接頭的三維仿真模型,最后對(duì)中間接頭典型缺陷周?chē)娜S電場(chǎng)進(jìn)行了有限元仿真計(jì)算。結(jié)果表明:即使是微小的缺陷也會(huì)使得中間接頭的電場(chǎng)強(qiáng)度大幅升高,從而可能導(dǎo)致絕緣劣化。

針對(duì)一起電纜中間接頭因施工工藝不規(guī)范引發(fā)的事故,利用外觀檢查和解體檢查手段進(jìn)行故障分析,結(jié)合雷擊、設(shè)備運(yùn)行、施工工藝等因素分析,準(zhǔn)確剖析認(rèn)定故障原因。結(jié)合實(shí)際提出了解決此類(lèi)問(wèn)題的防范解決措施,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)及設(shè)備選型,尤其對(duì)地埋穿管等隱蔽工程全過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量管控,加強(qiáng)電纜日常巡視維護(hù)。

1故障現(xiàn)象珠海市金灣區(qū)三灶鎮(zhèn)某10kv電纜2015年11月竣工投運(yùn)，2016年4月回南天天氣期間，兩個(gè)電纜中間接頭相繼發(fā)生擊穿故障，無(wú)法正常供電。經(jīng)實(shí)地察看發(fā)現(xiàn)，故障接頭表面有明顯的燒穿孔洞，其中兩相冷縮管外表面大部分面積燒黑，冷縮管兩端部位有明顯的炭化、燒蝕現(xiàn)象，絕緣擊穿，銅芯燒熔。故障相中間接頭外觀如圖1所示。

通過(guò)對(duì)發(fā)生故障的110kv可插拔組合預(yù)式電纜接頭進(jìn)行解剖,分析認(rèn)為造成故障的主要原因是應(yīng)力錐彈簧系統(tǒng)安裝不當(dāng)、環(huán)氧筒內(nèi)表面與應(yīng)力錐界面壓力降低引起沿面放電造成,并提出了在線局部放電監(jiān)測(cè)和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工的管控措施。

高壓電纜中間接頭故障原因及防范對(duì)策

電纜中間接頭

電纜中間接頭盒