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时间:2018-04-19
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1、两起llOkV电缆中间接头故障原因分析及反思杨振涛广州地铁集团有限公司(广东广州510000)刖目电缆中间接头,是输变电电缆线路中非常重要的一个部分,为减少由于产品质量造成的电缆故障,必须使用良好的电缆接头,广州地铁从1997年开通运营至今已经将近20年,随着线网的发展,供电系统也逐渐扩大,因此现有的llOkV线路己达到约100km,城市道路建设的需要,110kV电力电缆己成为主要的输电方式,占总线路约93%,全线网电缆附件(中间接头)数量达500多个,施工时间集中在1996、2001、2004、2009年,早期的电缆附件以全进口为主,例如广州地铁一号线所采用的充
2、油性电缆,之后电缆附件的制作工艺、制作设备日趋成熟,促成大量新的附件生产厂家涌现,部分厂家通过仿制或直接引进国内外成熟的电缆附件进行生产销售,并没有对附件的核心技术进行深入研宄,导致产品投入运行若干年后,缺陷、故障频繁发生。图2保留的镀银层1电缆接头故障概况1.1线路故障基木资料2014年12月份至2015年6月份的半年内,广州地铁旧二号线发生的两起同类型llOkV电缆接头故障。两起故障均为运行中电缆接头击穿,电缆均为直埋敷设,接头井内均填满细沙;故障线路一llOkV嘉瑶线电缆故障接头敷设于绿化带下,线路二llOkV赤河乙线电缆接头敷设于快车道下,两者均为绝缘接头
3、,金属护套经交叉互联箱接地,投运时间均为2002年,运行至今约13年左右。1.2llOkV嘉瑶线电缆故障接头解剖过程线路一的规格为电缆截面500mm的绝缘接头,从电缆接头外观看,电缆玻璃钢保护壳破损、熏黑。把玻璃钢保护壳及填充胶去除后,发现该接头没奋铜保护壳,主体部分为环氧件外包绝缘防腐罩。环氧套件靠近电源侧一端奋一个直径约为40mm椭圆形击穿点,击穿过程行车人量热能,造成环氧件内部金属均压环熔化,末端金属铝环连同环氧件整块脱落(图1)。环氧件表面有大面积碳化现象,在环氧件一端仅保留小部分镀银层。把电缆及应力锥拉出并测量尺寸,均在规定范围内,电缆、应力锥及环氧简内
4、部清洁干浄,没有碳化痕迹,电缆中间压接环无碳化及变形。图4气泡位置1.3110RV赤河乙线电缆故障接头解剖过程线路二的规格为电缆截面630mm的绝缘接头,从电缆接头外观看,电缆玻璃钢保护壳破损、熏黑。把玻璃钢保护壳及填充胶去除后,发现内部结构与线路一一致,该接头同样没有铜保护壳,主体部分为环氧件外包绝缘防腐罩。解剖中间连接的环氧浇注管,外护层内部的铜网编织已经烧毁,仅在边缘处奋少数残留;环氧件轴向中心处为击穿点位置,环氧体在击穿点处已经发散状分成4个大小不等的块体脱落,脱落面积约为长250mm、宽200mm的区域。图6铜管变形经过电缆解剖,得出结论为:该样品附件安
5、装尺、?及工艺未发现异常;该样品击穿原因:可能为环氧浇注体与中央高压铝电极的界面存在缺陷,并经历了长期的热胀冷缩过程,两者共同导致界面条件劣化,出现局部放电,最终发生击穿;3)界面缺陷为产品个体偶然制造缺陷的可能性较大;4)铜管变形原因:由击穿瞬间的冲击力导致的可能性较大。(图6)2电缆接头故障分析2.1接头故障击穿故障原因简析从上述两起故障解剖可以看出,绝缘接头附件安装尺寸及工艺均未发现异常,因此排除现场施工质量因素。从解剖情况上看,引起击穿故障主要与环氧件质量有关,可能原因脊:(1)环氧件生产工艺缺陷,例如金属材质与环氧材料粘合度不足,内部存在气泡、气隙、杂质
6、等,引起环氧件内电场畸变,从而引发放电,随着放电通道的发展和扩张,环氧件劣化速度不断加快,最终因无法承受运行电压而被击穿。(2)环氧件在运输或组装吋受到损伤,损伤位置也极易引起电场分布的畸变,运行过程中不断劣化导致击穿。(3)环氧件内金属电极生产过程中存在缺陷,有细小毛刺或凹陷,电缆长期运行中,金属电极缺陷位置场强集中,最终演变为击穿爆炸。(4)从安装工艺图上未发现环氧件上方冇屏蔽处理,解剖检查环氧件发现,线路一环氧件表面遗留小部分镀银层,怀疑屏蔽层的缺失使环氧件内部电场分部不均。(5)线路二接头解剖时发现的铜管出现扭曲变形,经过检验厂家鉴定为击穿吋造成,与生产及
7、安装工艺无关。2.2接头故障击穿原因进一步分析(1)从电缆接头设汁进行分析。为了解电缆接头的内部结构,咨询了两个接头的厂家,确定在环氧件表面均有镀银层,作为环氧件的屏蔽层。解剖吋发现环氧件缺少镀银层有以下两个性原因:第一,由于短路吋故障电缆流过镀银层,使镀银层瞬间碳化;第二,由于电缆接头进水,地下水腐蚀镀银层,使镀银层氧化。从运行环境进行分析。该类型的接头在国外均在隧道中敷设,隧道运行环境较好,电缆附件在隧道内受潮及进水的可能性非常低,因此没冇采用玻璃钢保护壳进行防水;在这两冋路线路中,均在地下敷设,长期处于地下水的浸泡之中,因此采用了玻璃钢保护壳进行防水。经咨询
8、供电局相关
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