對近5年的配電電纜故障進行了統計分析,總結配電電纜附件故障中的因制作工藝原因引發的典型故障,提煉案例,摸索電纜附件管控落地方式。
一、總體情況2015年1月至2019年1月,配電電纜線路共計發生故障169次。
1.按照電纜線路故障原因分類
電纜附件故障78次,占比46%;外力破壞73次,占比43%??梢姡弘娎|附件與外力破壞是引發電纜線路故障跳閘的主要原因。
2.按故障電纜附件的安裝位置分類
電纜中間接頭故障58條次,占比74%,插拔頭(可分離式連接器)故障18條次,占比23%;可見電纜附件故障主要集中在電纜中間接頭和電纜插拔頭。這與城市配網中電纜線路占比增大,環網柜、小區配電室10kV開關柜大多采用插拔頭連接,有直接關聯。3.按電纜附件故障原因分類通過對解剖案例的分析,電纜附件故障中因制作工藝原因引發故障約占66%,電纜附件質量原因引發故障約占15%,設備老化(解剖原因不明)引發故障約占19%。
可見制作工藝引發的電纜附件故障特別突出。
二、電纜附件故障的典型案例
1.工作態度問題或者說責任心缺失引發的故障
(1)接頭內部遺留冷縮塑料材質支撐部件,導致接頭故障
(2)電纜附件與電纜不匹配,導致應力錐沒有與外半導搭接
兩案例反應了工程施工和電纜附件安裝人員責任心嚴重缺失。對策:建立電纜附件制作人員準入機制和責任追溯制度,用追責倒逼負責。
2.預留電纜長度不足故障
(1)環網柜1#間隔插拔頭因預留電纜長度不足,導致壓接點受力,接觸電阻增大發熱引發故障
(2)環網柜插拔頭下方電纜未固定,對側倒電纜,拽斷套管,引發故障。
對策:
電纜附件制作前,要預留足夠長度的電纜;
電纜終端頭制作前,電纜要自然落地受力;
電纜終端制作完成后,電纜要加裝支架固定,避免電纜終端壓接點受力;
電纜插拔頭的三指套,宜設置在環網柜分支箱電纜倉的下方,防止單相電纜扭曲,引起壓接點受力;
電纜中間接頭要順直放置在支架上,不應彎曲受力,不應懸空。
3.制作工藝典型案例(1)防水密封不良引發故障通過統計發現,78次電纜附件故障中,有明顯進水痕跡的55次,占比71%??梢?,電纜附件的防水密封極其重要。
解剖發現的電纜附件水痕跡案例:1)故障中間接頭良好相的半導表面的水珠
2)故障中間接頭良好相絕緣表面的水樹枝
3)故障中間接頭銅屏蔽、鋼鎧表面的水痕跡,故障相絕緣表面的爬閃通道
解剖發現B相絕緣電樹枝放電痕跡明顯,依據放電痕跡,故障原因為B相線芯進入水,在電場的作用下,絕緣表面逐漸形成水樹枝,水樹枝經過長時間劣化逐漸貫穿為電樹枝,最終導致在直流耐壓試驗過程(升壓至18kV時)中B相擊穿。
4)故障接頭相自線芯延絕緣表面的爬閃通道
電纜附件進水的原因:
一是電纜本體進水,水或潮氣延電纜鋼鎧、銅屏蔽、線芯滲透到電纜附件處;對策:(1)嚴禁在電纜受潮段進行電纜附件安裝;充氮氣去潮氣或截取受潮段(2)電纜敷設完成后,利用兆歐表遙測內外護套,確保內外護套絕緣合格二是電纜附件安裝時,防水密封制作不良
(1)在接頭絕緣主體端部密封處理時常出現搭接尺寸不滿足要求、黏結不緊密、帶材纏繞順序錯誤等問題,導致水分或潮氣從端部進入絕緣主體內部,引起接頭絕緣受潮。
正確工藝:從電纜外半導電層上開始,搭接約30mm半重疊繞包3層防水帶至接頭絕緣主體上,并搭接30mm。
(2)內護套端部防水密封不良。
內護套端部防水密封對施工人員技術水平要求較高,防水帶材的拉伸長度、半搭疊繞包質量以及內護套端部搭接尺寸均會對內護套端部防水密封效果產生較大影響,也是內護套端部密封不良的常見問題,造成水分沿著內護套端部進入接頭內部。
正確工藝:從一段鎧裝端口開始講防水帶拉長至1.5倍,以半搭疊方式繞包至另一端鎧裝端口,防水帶膠黏層應緊貼電纜內護套。
(3)終端密封
終端主要是兩端容易進潮,一般在終端上端使用防水端子,同時用密封膠或密封帶進行密封。而在下端與直管護套搭接的地方用密封膠或密封帶進行密封。電纜三叉處用密封填充膠繞包密封,外面用分支套管密封。
三是交接驗收時,開展振蕩波、超低頻介損試驗,及時發現接頭進水跡象。
(2)安裝尺寸錯誤
外半導電層尺寸控制。
外半導電層剝切過長或過短都會影響應力錐和半導電層斷口搭接位置,
尺寸超過偏差會造成電場分布不符合廠家設計,尺寸偏差嚴重會導致安裝后應力錐錯位,錯開部位既沒有半導電層也沒有應力錐,該部位的電場將嚴重畸變,在運行中必定會發生故障。
電纜絕緣剝削尺寸控制。
電纜絕緣剝切過長造成導體壓接管與電纜絕緣斷口間存在超出標準的空氣間隙,易發生局部放電現象。
應力錐安裝尺寸控制。
未嚴格按照安裝工藝要求做好定位標記,接頭絕緣主體安裝時造成應力錐錯位,應力錐沒有與電纜外半導電層斷口進行有效搭接,從而失去電場屏蔽作用。與外半導電層尺寸控制不良的后果相同。
案例:故障中間接頭三相半導電層剝切長度均不一致,最大相差5cm
(3)半導電層處理不符合工藝要求
電纜外半導電層處理時,常出現的問題如下:
電纜外半導電層斷口處理不圓整,斷口呈鋸齒形、存在尖角。
電纜外半導電層未做斜坡處理
電纜外半導電層環向和縱向剝削時傷及電纜主絕緣。
案例:故障電纜中間接頭良好相電纜外半導電層
(4)電纜絕緣層處理不符合電纜絕緣層處理時,常出現的問題如下:
電纜絕緣斷口未取出絕緣端部的尖角,絕緣斷口不圓滑
電纜絕緣表面存在半導電層粉塵、雜志,擦拭不干凈
電纜絕緣表面存在劃痕,未有效處理
絕緣表面打磨粗糙
案例:
故障電纜中間接頭一側絕緣處有銅屑,未清理干凈,形成爬閃通道
清潔時的正確方向:
(5)導體壓接處理不到位引發導體壓接處理時常見的問題如下:
選用與電纜截面不配套的壓接模具,導致壓接過頭或壓接不實
導體壓接后,壓接管棱角未打磨,局部有尖角、毛刺
壓接鉗使用不正確,傷及導體線芯
案例:
某電纜插拔頭的銅接線端子壓模工藝不良,模具未對齊,造成偏模,且壓接壓力不足,未產生應有的形變;壓接應該壓接三模,但故障插拔頭僅壓接兩模。
三、電纜附件制作管控建議
1.開展電力電纜附件安裝人員取證培訓,實施作業資質準入,持證上崗制度,并建立負面清單,加強電纜附件安裝人員管理,并電纜附件安裝業績納入施工隊伍安裝業績日常管理。2.安裝質量責任在設計使用年限內實行終身負責制。工程質保期內的安裝過程中的質量問題由項目建管部門負責協調處理。質保期后新發現的安裝質量問題由運維單位負責協調安裝單位處理。3.鑒于配電電纜附件制作數量龐大,宜開發電纜附件制作管控App,涵蓋新建、擴建、技改、維修、搶修、業擴接入等工程類別,關鍵工藝照片的實時上傳,實現多點作業的隱蔽驗收,確保電纜附件安裝人員取證管控落地。4.交接試驗建議開展振蕩波局放試驗。