Ｄ ａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ Ｙｕ ｚ ｄｏｎｇｈｕａ 鍪 由ｉ ０ ｋＶ交联聚乙烯绝缘电缆终端头击穿事故引发的思考 罗玉忠 （乌鲁瓦捉建管局，新据和ｆｆｌ ８４８０００） 摘要：概述了鸟鲁瓦提水力发电Ｊ‘１０ ｋＶ交联电缆终端头击穿事故的原因，提出了在电缆终端制作过程中应注意的事项，简要介绍了电 缆附件的制作 序和各科序的技术要求。 关键词：电缆；击穿；调查：措施 随着输供电需求的与日俱增，１０ｋＶ交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）绝缘电 ３．２ 电力电缆简介及结构 力电缆在 鲁瓦提水力发电厂中得到了广泛应用。但是，由于在交 随着科学技术的不断发展，电力电缆附件产品不断更新，从浇 联聚乙烯绝缘电力电缆附件的选用、安装和敷设过程中存在着许多 注式，到热缩式，再到冷缩式，产品材料质量越来越好，工艺也越来 安装制作工艺不规范问题，随着时间的推移和环境的变化，这些问 越先进、简单。但是无论是何种型式的电缆附什，电缆剥切都是首 题逐渐显现出来，由此引发了电缆终端头击穿事故，使得其存以后 要问题，它们的剥切工艺是一样的，只存在剥切尺寸上的变化。电 的交联聚乙烯电缆和电缆附什的选择安装上变得越来越谨慎。 缆的外护层、钢铠、内护层、铜屏蔽层、半导体屏蔽层、主绝缘、线芯 １ 事故过程 都要逐层剥切，这些根据附件材料的不同，剥切尺寸才有所不同， 一套完整的电缆附件的制作质量的好坏是由３个方面的因素所决 ２００５年３，Ｉ＿ｊ ｌ７日，４号机组励磁变压器高压侧电缆过热引起 定的：（１）电缆附什的生产质量；（２）电缆本体的生产质量；（３）安装 火花放电，经停机检查发现励磁变高压侧１０ ｋＶ终端头在三指套 人员水平的高低和对待这项工作的责任心的强弱。它们是相辅相 部位有击穿烧蚀的痕迹，为了减少停电时间，尽快恢复机组发电， 成的，缺一不可。如果有任何一项不能达到要求都会直接影响到电 将故障处往下５０ ｃｍ锯断，检查电缆情况。剥开电缆各部分检查 缆附什制作安装质量的好坏。目前最常用的电缆是用交联聚乙烯 后，发现绝缘情况无异常，随后重新制作了电缆终端头后，进行了 （ＸＬＰＥ）材料做成的。在生产过程中采用３层 挤的制造工艺，就 耐压试验，投入运行。事后我们对事故终端进行了细致的检查，发 是在电缆生产过程中把电缆内半导层与主绝缘层及外半导层一起 现故障点在Ｂ相半导层切断处往上１０ ｃｍ处，Ｂ相上有一烧穿的 制造完成的加工工艺，它具备很多优点，可以防止存加工电缆时， 孔，痕迹一直沿伸到三指套根部，有明显的烧灼发生，后由运行人 主绝缘层与导体屏蔽，以及主绝缘与绝缘半导层之间引入外界杂 员经过巡视检查发现后，立即进行解列停机，避免了事故的进一步 质，可以预防在制造过程巾防止导体屏蔽和主绝缘层可能发生意 扩大。 外损伤，因而可以由半导体电层的机械损伤而形成突刺，还可以使 ２事故分析 内外屏蔽与主绝缘层紧密结合存一起，从而提高了电缆的起始游 从事故电缆的击穿部位Ｂ相半导层切断处往上１０ ｃｍ处发现 离放电电压。 ＸＬＰＥ的颜色和其他部位有所不同，用刀剥开后发现其没有弹性， 在电缆附件制作安装工作中，工作人员要高度负责、认真对 隐隐有裂纹的痕迹，分析可能是绝缘有异常，但是为什么会出现此 待，不能因为自己长期从事电缆附件的制作，对制作工艺熟悉而有 种现象呢？经过询问当时参加制作的人员后所得到的信息分析，确 所放松。首先要在制作前认真仔细阅读产品安装说明书，一是了解 定该现象是由绝缘老化问题造成的。因为当时制作时间较早，气候 工艺是否有改进，附件的安装尺寸和结构是否有变化，核对各项制 条件又不好，在剥削半导层时制作人员违规使用了火进行电缆加 作工序的尺寸和安装顺序，核对附件材料是否齐全；然后再进行制 温工序，由于电缆本体受热不均，致使该处温度高，电缆绝缘老化， 作工序的操作，在工作中要求每道工序剥削的断面一定要整齐，只 在压接完线鼻子后，与输电设备联接时，因为方向不对和电缆留的 有这样才能保证剥切尺寸的准确，减少误差。 余量过大，使得Ｃ相长期处于应力作用下，导致此处的绝缘产生 ３．３ 电力电缆的制作及安装 径向裂纹，而且当时气温低，电缆加温后，其表面产生水气，在加工 在剥切外护层时不能一次将其剥离电缆，可在剥切的断口剥 制作时，水气未处理干净，如此经过一段时间后，终于发生了电缆 去一截外护层，要避免造成金属铠装层松散而影响下道制作工序 事故，电缆在持续不断的高强度下从此处由内向外，一步一步地腐 的操作，在剥切护层时，要保证不损伤要保留使用的其他电缆部 蚀和烧蚀，最终导致了电缆击穿事故的发生。 分。在剥切金属铠装层时，要注意不要损伤电缆内护层和电缆的相 根据对事故电缆附件的剖析上看，电缆附件制作工艺仍然不 间绝缘，半导层和金属屏蔽层，因为金属铠装在剥切时容易产生尖 规范，制作人员对电缆附件及电缆本体的材质性能了解不彻底，对 端突出和锐利的尖刺，很容易伤及电缆本体的绝缘及其他护层和 电缆终端制作工艺不了解，忽视了ＸＬＰＥ材料的特点（其特点是怕 制作人员的手，所以工作人员在施工时一定要注意随时检查，发现 热不怕电），如果伤及到电缆主绝缘，即使增加再多的热缩管也阻 有问题的地方要及时处理，避免发生伤人和破坏电缆的事情。在剥 Ｉ Ｊ：不了事故的发生。 切内护层时先要在定好的尺寸处环向切断内护层，再纵向切断内 护层，注意在纵向切断内护层时要在有填充物的地方进行，这样可 ３电力电缆的制作 以做到不会伤害Ｎ￣＇Ｉ－半导层和金属屏蔽层。在剥切金属屏蔽层时 ３．１ 电力电缆附件的重要性 一定要注意，因为金属屏蔽层很薄、很柔软，进行剥切时一定要轻， 电力电缆附件足电力电缆线路中各种接头和终端的总称。整 不能硬压切和剥切内护层一样，先环向划伤金属屏蔽层然后除去 条线路安全稳定运行的决定因素就是电力电缆终端和各种接头的 金属屏蔽层。因为金属屏蔽层是绕在外半导层上，与电缆主绝缘十 制作质量，无论是制作电缆终端，还是制作电缆的中间接头，其选 分接近，所以不能伤及主绝缘。剥切外半导层时和剥切内护层一 用任何一种制作工艺、任何一种电缆附件，最终起决定作用的仍是 样，先在安装尺寸确定处环向切断外半导层，断口要整平滑，然后 参与制作的技术人员以及正确合理的安装制作工艺。 纵向切断外半导层剥除外半导层，外半导层 （下转第１０７页） 机电信息２０１０年第３Ｏ期总第２７６期１Ｏ５ Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ Ｚｉｄｏｎｇｈｕａ￣＇电气工程与自动化嚣 ！！！！！！！！！！！！！ ！＝！＝１ ＝ ！ １ ！ 若削断着火下式电抗器随时会危及人身安全时，不得靠近火源进 法喷射到高处着火设备。此次着火电抗项部距离地面约７～８ ｍ。 行灭火。 邻间隔设备陪停。 建议以后处理类似事故时，运行人员要注意保护好地面设备，特别 （６）视现场干式电抗器着火情况、风向，必要时要求调度将相 是防止着火物体（或油）渗入电缆沟巾。 （７）存消防车到达变电站后，由值班员将消防车正确引导至着 火现场。做好着火干式电抗器与带电部化安全隔离措施，向外来专 ３结语 总之，随着低抗投入运行年限的增长，设备已经开始老化，我 跟踪、分析，及时发现低抗设备 业消防队员交待着火设备性质、带电部位、安全距离等安全注意事 们应加强设备巡视和红外线测温、接头干¨本体发热情况。一旦发现低抗着火，要沉着冷静按照事故预 项，并派专人监护。 （８）汇搬各级渊度和有关领导，通知相关保险公司，同时保护 好现场，拍摄好相应照片。 案处理，尽量缩小事故范围，及时消除事故，确保人身、设备和主系 统的安全。 （９）油浸低压电抗器着火处理方法与：ｆ＿式的处理方法差异不大， 但应该注意几点：如果溢出的油使火在顶盖燃烧。可适当降低油面， 如果是油抗内部起火，则严禁放油，避免空气进入，加大火势，引起爆 炸；观察现场油浸电抗器着火时的风向，必要时要求调度将相邻间隔 设备陪停；灭火时应使用沙子或者泡沫灭火器。 （１０）２００７年６月３０日，５００ ｋＶ含山变电所１号主变ｌ号低 抗Ｃ相在运行过程中发生自燃着火，在灭火过程中存在的问题也 值得我们注意：消防队员在灭火过程中，由于所内消防系统压力¨Ｆ 降，增压泵启动，造成短时水压增大，２名消防队员被水管甩开。今 后在带电区域的灭火应采取进一步的安全措施（一是停电范围的 考虑，＿是在使用消防栓灭火时，建议将增压泵改为手动控制）。对 变电所高处设备的着火缺乏处置办法，运行人员使用的灭火器兀 （上接第１０５页） 要防ＩＩ－＿断口翘起，断面要用锋利的刀子，将其剥削成小于３０。的坡 口。剥除电缆外半导层时要注意在绝缘表面不可留仃刀痕或半导电 层的残迹，如果有残迹一定要处理干净，且要保持整个表面的干净。 如果遇到在气候不允许的条件下要进行电缆附件的制作时， 首先要保证电缆的安全，不能硬搬、硬放，必须创造能够制作的条 件，做好各种防护措施。特别是在剥切外半层时，实在无法剥切千 万不能采取火烤的方法，因为高温直接加存电缆主绝缘的表面时， 其会因受热不均，某局部绝缘会因此造成绝缘老化，给电缆制作留 下隐患。可采用玻璃刮切，事后用０号水砂纸对主绝缘打麽，使其 表面光滑圆整，再用清洁剂从根部向前擦洗，清除半导颗粒。切剥 主绝缘时要注意用力的强度，不要损伤线芯，主绝缘切断处按说明 书中所说的尺寸削成锥体。在电力电缆件中还配有不同材质的缠 绕带材，如半导带、绝缘带、硅橡胶带，因为制作的材料不同，所以 使用的方法和部位也不同，要切记不能混用或错误使用。在缠绕带 材时，一定要保持材料本身的清洁和施工场地的清洁，施工人员也 要保证手部的清洁，各种缠绕带材在最大拉抻状态下进行以减少 带材层与层之间，带材与缠包部位之间的气隙。在导体连接时，要 采用与电缆导体截面积相配的压模压接导体和接线端子，压接后 必须除去压痕毛刺、金属粉末，以避免接头在运行中因压接不良而 产生事故。对金属屏蔽层和金属铠装层的联接，在以往的电力电缆 终端的制作中，附件生产厂家只提供２根铜编制地线，用于电缆两 头终端的接地，也就是ｌ根电缆采用两点接地（只对ｊ芯交联电缆 而言），但是随着电力事业的发展和预防性试验工作的展开，对电 缆试验工作也在加强，按以往的接线方式，金属屏蔽层和金属铠装 层是相互联接后＿Ｐｆ引出接地的，但是在对电缆进行试验时就无法 区分绝缘薄弱环节存哪里，所以现在要对两处分别引出，而且相互 间要绝缘。电缆金属屏蔽层和金属铠装层必须要接地良好，避免 相不平衡运行时在金属铠装层中产生的感应电势引起发热。严重 时会损坏电缆护套。所以在焊接金属屏蔽层和金属铠装时需先进 行打磨清洁挂锡后再焊接，才能有效地保证焊接质量。 ［参考文献】 ［１］耿旭明，赵．电气运行与检修理１０００问．中国电力出版社， ２００４．７ ［２］张磊．事故、异常典型事例、７Ｌ编．华东电业管理局，１９９５．１２ ［３］万千云，等．电力系统运行实用技术问答．中国电力出版社，２００４．１ ［４］张全元．变电运行现场技术问答．中国电力出版社，２００３．７ 收稿日期：２０１０—０８—０３ 作者简介：来俊（】９８１一），男，浙江杭州人，助理工程师，研究方向： 变电站变电运行及设备管理。 进行热缩管热收缩工序时，首先要准备有效的防火器材，使用 干净的火源，火源角度偏向已热缩好的一侧，按照说明书中各热缩 材料要求的加热顺序进行加热，热缩材料与电缆绝缘间不能有气泡 存留。尽可能不要切除热缩材料，更不能切除应力控制单元材料。 ４电力电缆附件中应力控制单元的重要性 在制作电缆终端时，按照有关施工工艺要求对电缆进行了一系 列的剥切，正是由于电缆外屏蔽层（金属屏蔽层和外半导电层）的切 剥，造成了电缆头内部特别是绝缘层与外半层交界处的电场畸变， 形成了局部电场很高的应力效应，电场没有了束缚，被释放出来，在 绝缘层表面形成电压梯度，造成了距半导层切断处越近，电场强度 就越强的情况，从而引发局部放电，形成了电缆线路中的薄弱点，也 因此最易发生事故。所以外半导层切断处是电力电缆最容易发生事 故的地方。在外半导层处加装应力控制单元可有效地改变电场畸变 问题，因而在制作户内、户外终端时，要精心处理好外半导层切断处 的工艺，断口光滑平整，台阶处要削成坡形，绝缘层表面要处理干 净，无刀痕和凹凸不平，无残留半导电颗粒和杂质。 ５结语 总而言之，电力电缆附件在电力系统中占据着重要地位，但是 电力附件也是整个电力线路中的弱点。附件安装质量的好坏直接 影响到整个电缆线路的安全、稳定运行。质量好的电缆附件，如果 没有高质量的安装水平是绝对不行的。对于直接参加施工制作的 技术人员，要有较强的责任心，施工人员要培训上岗，必须精心处 理好各施工程序，按技术要求进行。只有这样才能保证电缆终端的 质量，确保电力电缆安全可靠运行。尹 收稿日期：２０１０—０８—１２ 作者简介：罗玉忠（１９８３一），男，甘肃人，助理工程师，从事水电站 及人事管理工作。 机电信息２０１０年第３Ｏ期总第２７６期１Ｏ７
