市北供电公司35 kV及以下交联电缆中间接头故障原因及对策

潘冬东

（国网上海市北供电公司，上海 200072）

0 引 言

随着城市经济的不断发展，安全、经济、可靠运行的电网成为了国民经济发展的重要支撑。大电网的构成，离不开电力电缆。上海在清光绪二十三年（1897年）3月，公共租界工部局电气处就敷设了一条100 V以硫化天然橡胶为绝缘、铅包作护套的电力电缆2.27 km，向直流照明用户供电。到1999年末，上海市区电缆总长约6 500 km，其中交联电缆达2 149 km，占总长的33%。2000年后，交联电缆的广泛使用成明显递增趋势。

1 35 kV及以下交联电缆中间接头故障原因

由于交联聚乙烯电缆相比油浸纸绝缘电缆电气性能和耐热性好，传输容量大，结构轻便，易于弯曲，附件接头简便，安装敷设方便，不受高度落差的限制，因此受到用户的广泛欢迎，呈现全面替代油浸纸绝缘电缆的趋势。

电缆预制式接头经过长期的供电运行，防水性较差，易产生电缆故障比例较高。同时，接头过热形成“热击穿”“电化学击穿”等问题较多，在一定电压的作用下，促使接头氧化膜加厚，使导体接触电阻增大，温升更快，如此恶性循环，使接头绝缘层破坏，形成相间短路等，引起电缆中间接头故障。

1.1 导体连接工艺造成的故障

分析上海市北供电公司部分35 kV及以下交联中间电缆故障发现，故障类型如表1所示。

表1 上海市北供电公司35 kV及以下交联电缆故障类型

连接金具包括线鼻子和接管，由于生产或保管不当影响，管体内壁或表面有毛刺，对导体工艺质量造成影响，造成送电后局部放电；或保管不当，造成接管氧化，使得接管表面电阻增大，送电加压作用后发热。

电缆过渡接头中，需处理好导体连接两端截面不相等、材料不同、绝缘结构不同的情况下，堵油和防油的特殊要求，即要使油纸电缆里油不能通过增强绝缘和界面流向交联电缆一端，否则易产生电缆中间接头故障。

导体线芯对接未顶足，造成线芯与线芯之间有间隙，或线芯与金具之间有间隙，送电后仅靠金具截面传送电能，使其送电后发热，易产生电缆中间接头故障。

机具压力不够，品种多，无统一标准；或现在购买的台湾或国外的压接钳执行与国内不同的标准，压接质量难以保证。接触电阻的大小与实际接触面积多少及压接是否有足够的压缩比有关。中间接头中，无论是点压还是围压等方式，人员图方便、省力，未按要求保证足够的压坑数量，运行后造成局部发热。

1.2 绝缘层、屏蔽层处理不当，造成电缆故障

施工人员责任心不强或技能水平有限，用专用电工刀剥切外半导体层用力过度，刀印太深，划伤绝缘层；或者太用力，使线芯弯曲。因导体绝缘受损或导体截面减少而引起发热严重，长期运行后会发生电缆中间接头故障。

施工人员屏蔽层处理不够圆滑或有尖角或毛刺，造成局部放电。内屏蔽应与绝缘层良好接触，从而避免了导体与绝缘层之间发生局部放电；同理，外屏蔽层作为故障电流的通道，会造成局部放电，产生故障。

1.3 外护层进水或线芯进水造成故障

交联电缆因其绝缘性能好、允许工作温度高、有较好的机械强度、输电量大而受到设计人员、施工人员及用户的欢迎。经调查发现，如果交联电缆接头因线芯水分与护层水分相互作用，长期运行后构成放电通道，最后导致交联电缆中间接头故障，严重影响电网的安全可靠运行。

1.4 电缆预制式中间接头存在缺陷，易产生接头故障

随着交联电力电缆供电方式的逐渐普及，其供电安全也越来越重要。除了原有的绕包式、热缩式、冷缩式、模塑式电缆接头结构形式外，预制式中间接头因防水绝缘带材料和预制件材料之间黏合力较差，加之上海地下水位较高，易发生渗水现象，进而引发电缆接头故障。该类接头存在家族型的缺陷，至2008年停止使用。

为确保电缆中间接头质量可靠，保证电力电缆的长期安全稳定运行，针对上海地下水位较高、工井和敞开井敷设电缆数量较多的特点，市北公司进行了全方位的电缆预制接头的改制工程。通过预制接头改制（改用绕包绝缘接头方式）来提高运行可靠率。

35 kV及以下交联电缆绕包中间接头要求切反应力锥，即将电缆末端绝缘削成锥形，以降低沿增强绝缘和电缆本体绝缘界面上的电场强度。因此，设计反应力锥锥面形状与尺寸时，不是以控制轴向电场强度为出发点，而是要控制承受电场强度能力最差的增强绝缘与电缆本体绝缘之间的界面电场。

2 提高交联电缆接头质量的其他对策

2.1 使用工艺成熟、技术先进、质量可靠的产品

连接金具，应采用材质优良、规格和截面都符合标准的产品。根据截面选择合适吨位的压接钳和模具。接管压接完毕后要有足够的机械抗拉强度；接管压接顺序应从中间向两边逐步压接。

2.2 接地连接可靠、符合技术标准要求

交联电缆中间接头接地线焊接与连接工序为先在铜屏蔽带或钢带上涂焊底锡，再将接地线与铜屏蔽带或钢带进行连接，连接时要有足够的焊接面积。

2.3 对电缆中的水分要加以重视

施工前，应仔细检查电缆端部封套是否完好无损。电缆中间接头前，检查导体中有无渗入水分。对有水的电缆采取抽真空工艺，以减少交联电缆接头的故障率。

2.4 外屏蔽层精确处理

在绕包式的终端或接头中，采用现场绕包半导电带的方法，并与电缆的半导电层连通；加强金属屏蔽层与半导电屏蔽层的紧密贴合，并与电缆的金属屏蔽层连通。剥除电缆的每一道步骤都必须保证不损伤内层需要保留的部分。对裸露的绝缘表面不可留有刀痕或半导体层残留。半导体层端面与电缆轴面垂直、平整，控制剥切尺寸。

2.5 导体末端界面轴向应力的控制

在接头导体末端，电缆本体绝缘和增绕绝缘相接触的界面处存在轴向应力。为了控制界面轴向应力使其在能接受的设计范围内，需将绝缘末端切削成和应力锥面恰好反方向的锥形曲面，称为反应力锥面。反应力锥面是接头中增绕绝缘和电缆本体绝缘的交界面，也是电缆接头中的薄弱环节，因此，切削反应力锥也是交联接头的重要环节。

3 结 论

为提高电网供电可靠率，减少设备停役次数，保证居民的生活用电秩序，根据35 kV及以下电压等级的交联电缆接头类型，检修施工中，通过良好的导体连接、完善的绝缘性能、可靠的密封措施及足够的机械强度等一系列措施，切实把控好施工现场的接头工艺质量。