电缆附件安装关键点的控制及方法

周亮军， 刘华伟， 梁仕球， 庄 猛

(1.佛山市三水众诚电力工程安装有限公司，广东佛山528137;2.3M中国有限公司，上海200233)

0 引言

随着电网的发展，中压(额定电压6～35 kV)电缆附件的使用量逐年增加，故运行中电缆附件也时常发生故障。电缆附件在电网中运行的质量取决于多方面的因素，包括设计、产品本身质量、施工安装工艺、电缆线路运行状况等。随着现代科技的不断发展及材料技术、生产工艺的不断提高，产品本身质量原因造成故障的概率越来越少，而现场的安装质量已直接影响中压电缆附件的故障率。据不完全统计，施工原因导致电缆附件故障的概率超过了80%以上。电缆附件虽然通常只占整个供电系统投资的极少部分，但是产品若选用不当或安装处理不好，往往是整条电缆线路甚至整个供电系统的薄弱环节。

本文结合多年电缆附件施工及管理经验，通过对目前施工工艺的关键点以及对产生故障回路的理论分析，对如何提高电缆附件施工艺质量和管理方法进行了探讨，提出了如何保证中压电缆附件稳定运行的要求。

1 电缆附件制作的关键工艺

1.1 电缆的预处理

电缆的预处理包含了电缆各层开剥尺寸的准确，以及开剥端口是否平整和圆滑。开剥某层结构时是否有伤及到电缆其他层的结构。其中最为关键的工艺就是电缆外半导电层的处理，该工艺的好坏直接影响到电缆附件能否长期可靠运行。不合工艺要求常包括半导电层有翘边，有尖角或缺口，有环切或纵切刀痕。图1所示为未处理好的屏蔽层端口。

图1 屏蔽层端口的处理

电荷在电极表面上的分布取决于其表面的形状。表面曲率半径越小的地方，所聚集的电荷就越多，电场就很强，因此在处理半导电层时，尽可能避免缺口或尖角的产生。图2所示为有尖角的半导电层的电场模拟。从图2可看出在尖角或棱边处的电场强度明显高于其他处，而当电场达到一定程度时，就可使周围空气(或介质)发生电离而形成大量的自由电子和离子，在一定的条件下，就可导致空气(或介质)击穿。

图2 尖端电极的电场分

外半导电层有翘边或存在纵切、环切刀痕，而这些部位又没有进行必要的填充处理，则很容易产生气隙。气隙的存在很容易导致局部放电，长期放电将会影响附件的使用寿命。

1.2 接管的压接工艺

为了保证可靠的接触面积，并避免压接时产生气隙形成热击穿，规范要求接管的压接应从中间向两侧左右对称交错压接，压接完毕后应对接管进行必要的打磨处理。如在1.1中提出的，导体接管作为电极的一种，它的形状直接影响到电场分布的强弱。图3所示为未进行处理的接管。

图3 接管未打磨处理

除了导体电极的曲率半径对电场分布有影响外，其压接完棱边本身的长度也对电场会产生畸变。图4指出不同尖端长度(分别为2 mm、2.8 mm、4 mm、5 mm)下的电场分布。

1.3 附件的定位

目前市场上，无论是预制式电缆附件还是冷缩式产品，无论是中间接头还是电缆终端，其电场的控制原理基本是高介电常数或应力锥方式。这两种电应力的控制方式都对附件的定位点提出了非常高的要求，定位是否准确到位直接影响了电缆附件的使用。图5所示为收缩定位错误的安装，电缆附件的应力控制单元根本没起到应有的作用，这种安装工艺最终只能导致炸头事故的发生。

图4 不同接管毛刺对场强的影响

图5 收缩定位错误

1.4 附件安装的安全距离

随着风电、城市化轨道交通及石油炼化等重工业项目大面积采用电缆，电缆附件的安全距离无论在设计还是在安装时，都必须得到相应的重视。

2011年2月24日，甘肃风电发生重大事故，造成598台风机脱网、损失出力80多万千瓦，占事故前酒泉地区风电出力的54.4%。脱网事故导致电压大幅波动，甚至波及甘肃电网，对整个西北电网造成威胁。国家电监会认定此次事故是近几年中国风电“对电网影响最大的一起事故”。据事故调查报告分析总结，该起事故的起因之一为甘肃酒泉风电基地因桥西第一风电场35 kV电缆馈线电缆终端发生三相短路故障，导致设备脱网而引发电网大事故。

笔者也在某些风电场发现，由于开关柜内电缆终端的安全距离不足而最终导致事故发生，如图6所示。

图6 接地距离不足导致电场集中而引起的事故

2 电缆附件安装管理

2.1 关键工艺的规范化操作及交互检查

所谓的规范化操作指的是，施工人员在安装时应严格按照作业指导书进行操作，对于不同生产厂家的附件或者同一生产厂家的不同型号产品，其安装工艺往往都有不同的要求。例如，对于截面分别是70mm2与300mm2的电缆附件，其要求的施工尺寸就有差异;再如需不需要在金属接管上绕包电气胶带，每个厂家都有不同的要求。因此，在施工中，所有操作都应严格按规范或作业指导书进行操作，避免犯“经验主义”错误。

在施工过程中除了采取常规的负责人制度外，笔者认为在电缆附件整个制作过程中，有必要对附件的关键工艺制作引入交互检查制度，如图7所示。

图7 交互检查示意图

2.2 施工档案管理

对于中低压电缆附件而言，因为其电压相对较低，许多施工方甚至连简单的安装记录都不进行。这样直接导致了施工人员在工作态度上轻视电缆附件的制作工艺;同时当线路出现故障时，查找故障点非常困难，也无法还原到施工时的条件或缺失。更勿论将来对存在特殊情况的电缆附件采取一些更有针对性的处理方式。

在此提出建立所谓的“施工档案”，就不是简单的安装记录，而是对电缆回路信息的集大成者，是电缆附件安装的“数据库”。该数据库包含的基本信息一般包括如下方面:(1)来自设计方的工程信息，包括整个工程回路数，每回线的长度，接地方式等;(2)来自电缆及附件厂家的产品信息;(3)电缆终端与其他设备的连接信息;(4)施工人员的信息;(5)安装时的环境条件。以上虽是施工档案中的基本文件，但对提高项目的管理及稳定运行有非常重要的意义。

2.3 风险点评估

对电缆附件安装施工的控制管理，目的就是在整个过程对安装质量进行控制，防患于未然，将故障危险点在萌芽状态下就解决掉，达到高水平的施工质量。风险点评估可分为两大类:一为安装过程中的风险点评估;二为运行中的风险点评估。前者比较容易在安装过程中通过业主和监理方的监督以及施工方的规范性操作施工来避免，而后者因为涉及到周边环境，另外对于重点线路，例如关系到重要工矿企业、政府、重要场馆等线路更应该提前进行风险点评估，必要时应建立专门的文档信息，纳入“安风体系”中的风险预控环节建设。

2.4 人员管理

由于电缆附件制作是一项非常专业的工作，因此对施工人员的培训也必须是一项长期的、系统的工程。人员的管理能力、工作经验、技术水平及工作态度等，都直接或间接地影响到电缆工程项目的施工质量，所以必须对人的因素进行好的控制及管理。在加强操作技能的考核同时，也应该进一步提高其理论知识水平，让他们知其然，也知其所以然，掌握新技术，了解新工艺，做到理论与实践相结合。

3 结束语

在日益增多的电缆附件安装中，如何保证电缆的安全运行是电缆附件安装管理的一个重点，同时也是难点。本文权作为引玉之“砖”，以期待业内各位同仁对电缆附件安装管理献计献策，为保证电缆线路安全稳定运行营造一个可靠的环境。

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