66kV电缆中间头击穿故障诊断及电场仿真分析

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1、2016年1O月Oct．2016第44卷第5期(总第246期)Vo1．44NO．5(Ser．NO．246)66kV电缆中间头击穿故障诊断及电场仿真分析DiagnosisandElectricFieldSimulationAnalysisof66kVCableJointBreakdownFault杨代勇，刘俊博，张益云，赵春明，于群英(国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021)摘要：介绍了一起66kV电缆中间头击穿故障，应用ANSYS软件建立了电缆中间头生产工艺不良的电场分析模型，并进行了静电场仿真分析，通过设备解体和电场仿真结果确定了故障原因，即电缆

2、中间头端部应力锥半导体材料工艺处理不良，存在毛刺，造成局部电场应力集中，由局部放电发展成贯穿性放电，最终造成电缆中阃接头绝缘击穿，系统100接地，得出今后应严格控制电缆中间头制造工艺的结论。关键词：电缆中问头；电场；应力锥；放电；仿真Abstract：Thepaperintroducedabreakdownfaultof66kVcablejoint，usingANSYSsoftwaretoestablishanelectricfieldanalysismodelfortheproductionprocessofcablejoint，andcarriedonthes

3、taticelectricityfieldsimulationanalysis，anddeterminedthecauseofthefailurethoughdevicedisassemblyandelectricfieldsimulationresults．Thecablejointarepoorprocessofstress—conesemiconductormaterials，existedburr，causedlocalelectricfieldstressconcentration．Thepartialdischargedevelopedintothet

4、hroughdischarge，causedinsulationbreakdownofcablejointandsystemgrounding100．Itisconcludedthat，themanufacturingtechnologyofcablejointshouldbestrictlycontrolledinthefuture．Keywords：cablejoint；electricfield；stress—cone；discharge；simulation中图分类号：TM247；TM835．4文献标志码：B文章编号：1009—5306(2016)05—0

5、045—03电力电缆受制造工艺等因素影响，单根电缆的某66kV线路发生接地故障，系统100％接地，制造长度受限，长距离电缆线路在敷设过程中需使经过排查，该线路电缆段6号井A相电缆中间头击用中间头对电缆进行对接延长。由于电缆使用量的穿，外侧查看击穿位置中心点位于电缆中间头中心剧增，电缆中间头使用量随之变大，电缆中间头一旦负荷侧约90l'ilm处。故障电缆型号为YJIw一48／发生故障，一般都会引起系统接地故障且不可自恢66kV一1×800，三相电缆在电缆沟桥架上垂直放置，复，电缆中间头对电缆线路的运行稳定性有着重大A相电缆放置在下层。影响。电缆中问头内部有均匀电场应

6、力的应力锥，其多数故障是由应力锥生产工艺或安装工艺不良造成2故障原因分析的。利用有限元法的电场仿真研究可以了解电缆中间头的内部电场分布，为故障诊断提供理论依据。本故障发生后，进行了故障现场检查和电缆中间文针对一起66kV电缆中间头击穿故障，结合解体头解体检查，初步判断为电缆中间头生产工艺不良检查，利用电场仿真进行了故障诊断分析。导致应力锥处电场应力集中，产生局部放电，由局部放电缺陷逐步发展成贯穿性接地故障。1电缆中间头击穿故障概况电缆中间头的应力锥部位结构见图1。2．1中间头解体检查收稿日期：201606—29作者简介：杨代勇(1985)，男，工程师，从事高压试验

7、技术研究工作。·45·2016年10月Oct．2016第44卷第5期(总第246期)Vo1．44No．5(Ser．No．246)第1阶段：电缆左侧应力锥半导体材料与电缆主绝缘接触部位端部由于电场分布不均产生局部放／＼／＼电，放电向高电位电场应力集中区域发展，生成树枝～状放电，放电树缓慢发展，伸人到压接管端部应力管～、

8、)lr——

9、l——半导体材料与电缆主绝缘的接触区域。第Ⅱ阶段：电缆正常运行时，压接管端部应力锥绝缘(交联聚乙烯)中心导体(铜)半导体材料与电缆主绝缘的接触区域电场应力较为集中，加上延伸至此处的树枝状放电的强化作用，局图1电缆中l司头应力锥部位结构图对

10、电缆中间头