10kV电缆中间接头故障解剖分析

10kV电缆中间接头故障解剖分析

徐瑞

深圳供电局有限公司  广东.深圳 518000

摘要：电缆中间头作为电缆线路的重要组成部分，它的安全稳定运行重要影响着线路供电可靠性，通过对10kV配网电缆中间头解剖分析其故障原因及施工工艺水平，结合电缆中间头施工工艺要求，总结几点电缆中间接头制作注意事项及管控措施。

关键词：10kV电缆中间接头；施工工艺；管控措施；

前言

随着城市化进程的发展，深圳辖区10kV配电线路电缆化率已基本达到80%以上，部分地区已达95%以上，辖区全年电缆故障导致线路跳闸的据不完全统计已占50%以上，其中电缆中间接头故障是除了外力破坏外电缆故障外占比最多的电缆故障类型。本文结合一次工作实际，主要分析电缆中间头施工工艺对中间头安全运行影响。

一、故障概况

1、基本情况

2021年9月，我局实施某配基工程更换110kVxx变电站10kVxx一线F03某户外电缆分接箱，施工结束后对该电缆分接箱及其进出线电缆进行绝缘电阻测试及耐压试验。试验发现该电缆分接箱出线电缆试验不合格，遂开展电缆故障排查。

2、电缆运行情况

查阅GIS沿布图（如图1所示）显示电缆型号：YJV22-

8.7/15kV-3*300mm2，生产厂家不详，电缆全长约260米，全程均为直埋敷设，电缆敷设于2005年左右，中间有两个电缆中间接头，制作于2015年6月，因电缆路径所在的城中村工程改造施工，电缆路径标识已缺失，电缆中间头检修井已被覆盖，两个电缆中间头已被直埋地下，无法判断中间接头准确位置。且电缆中间头侧方有新建有排污管道，受潮气影响，电缆线路运行环境恶劣。

图1：故障电缆GIS沿布图

3、故障排查情况

该段电缆耐压前绝缘电阻测试，A相10MΩ，B相55MΩ，C相70MΩ，A相在直流耐压试验电压18KV时发生击穿，另外两相在加压至22KV时检测到击穿。耐压后绝缘电阻测试显示A相110MΩ，B相120MΩ，C相125MΩ，再次直流耐压试验三相加压至36kV持续5分钟未击穿。后采用较大电压脉冲仍未击穿。电缆中水汽在逐渐加压中已经消失，电缆绝缘恢复。考虑到该电缆运行情况恶劣，且初次绝缘电阻值较低且试验发生击穿，初步判断电缆中间接头受潮导致闪络性故障，故障查找难度较大。经现场研判，改变故障查找方案，先对该电缆经静置两小时后，再直接采用冲击放电击穿故障点，加压至24kV时电缆发生击穿后，并排查出该段电缆中间头故障一处。

二、中间头解剖情况及故障原因

电缆中间头因直埋地下，电缆标识牌已模糊不清，已无法获取施工单位及制作人员等有效信息。切开铠装带及防水胶带后，内部较潮湿有水滴，A相中间头主体因冲击电压已击穿，非击穿相部分中间头主体绝缘层内表面已击穿三分之二左右，中间头主体内表面及电缆主绝缘有电树枝放电痕迹，综合判断该附件施工工艺极差，各部分解剖情况如下：

1、线芯连接管

连接管压口不齐，中间宽两边窄，一段有喇叭口，打磨不充分，局部有压痕未打磨，连接管两端没有填充密封胶，连接管表面缠绕半导电带。

2、绝缘层（如图2所示）

绝缘层非击穿相有切割外半导层产生的较浅纵向刀痕，横向打磨粗糙，有横向砂子打磨时的拉痕，且主绝缘表面呈水树枝状爬电。击穿相绝缘层表面已碳化，绝缘层断口处有电树枝放电。

图2：外半导电层倒角不齐、有缺口，主绝缘打磨粗糙

3、外半导电层（如图2所示）

外半导电层三相倒角均不齐，成不规则状，部分断口处翘起。

4、附件安装（如图3所示）

中间头主体搭接尺寸不对。三相均一端搭接外半导层10mm左右，另外一端搭接外半导电层50mm左右，导致一端界面耐电强度不足；中间头主体内部的应力锥不能和外半导电层形成有效搭接；中间头主体内部的应力管不能和线芯连接管形成有效搭接。且已搭接至铜屏蔽上方，中间头主体两侧缠绕的防水胶带及密封胶做的防水处理等同失效。

5、故障原因

该电缆中间头附件施工工艺差且中间头主体安装尺寸不对，导致电场在外半导电断口处、主绝缘断口处局部集中。中间头附件防水失效叠加接头直埋地下，在潮气或水的作用下，由主绝缘断口产生水树枝放电。电缆因工程停运后，水气大量进入中间接头内部，导致初次测量电缆绝缘电阻值偏低，并形成了闪络性故障。

图3：附件两端外半导电层搭接及电缆中间头解剖情况

三、电缆中间接头制作注意事项

1、尺寸准

制作安装电缆中间接头时，应严格按照常电缆附件厂家提供的安装说明书进行操作。电缆中间头主体不严格按照厂家数据安装在准确的定位点上，会导致电缆各层断口处电场局部集中，产生放电，从而击穿绝缘。本次解剖发现的中间头故障主要原因就是安装尺寸不对。

   2、下刀稳

切割外半导电层时，注意下刀用力要稳健匀速，避免伤及绝缘层。力度轻时，环切半导电层后，容易将断口后端扯起，不利于断口倒角或者倒角后有不平整尖角，电场过于集中，成为电缆最容易击穿的部位。力度重时，可能划穿外半导电层。

本次解剖可判断外半导电层环切力度不够，撕扯外半导电层时将保留的半导电层扯起，而开剥外半导电层用力过猛导致主绝缘上的划痕较深且不经过打磨处理，是制作过程中的重大缺陷。

3、防水好

防水未处理好，施工中的其他工艺缺陷也会在潮气的叠加下将问题放大，极大的缩短了中间头的正常运行寿命。且电缆中间头的运行环境一般较为恶劣，部分电缆中间头直埋或常年浸泡在淤泥或者水中，因此对接头的防水能力要求比较高。

部分厂家安装说明书中，未要求在线芯连接管两端缠绕密封胶，中间头主体两端也没有缠绕密封胶和防水胶带对接头处密封。个人认为当电缆外护层损伤或其他终端和中间接头受潮时，水汽可能顺电缆线芯表面或铜屏蔽到达中间接头处，导致新做中间接头存在受潮的可能性，从而导致中间接头故障击穿。因此上诉两处位置，即使安装说明书未作防水要求，我们在制作中间接头时仍然应建议作防水处理。

目前国内部分电缆附件厂家已推出防水型电缆中间头附件。在电缆各层的防水处理上有了更高的要求，在保证电缆中间头按图施工的前提下，借鉴防水型电缆中间头在电缆各层断口的防水处理，可有效提升中间接头的防水能力。

四、提升电缆附件制作质量的管控措施

电缆中间头是电缆线路的重要组成部分，它的施工质量关乎线路安全稳定运行。从本次解剖结合日常抢修工作发现大部分电缆中间头包括终端头的施工质量均不佳，都存在一定的致命缺陷，反应出我们目前在电缆接头的施工质量把控还存在一定的不足。为保证电缆接头的施工质量，我认为提升以下几个方面加强管控。

1、提升制作人员技能水平

持证上岗。按公司相关规定，进入公司现场作业的施工单位应具备电工进网作业许可证或特种作业证。从第一种工作票工作班成员统计分析来看，持有电缆附件制作证件的人员只占总人数的30%不到，而电缆附件制作工程量占总施工工程量的70%以上。现场作业中可能存在不具备附件制作资质或能力的人员参与现场附件制作，施工质量难以把控。电缆附件制作证件作为个人工艺水平的体现，要求施工单位保证每一个电缆头制作至少有一个人员持证上岗，并在工作票中落实相关措施，保证施工队伍的技能水平。

2、强化作业旁站

施工后的电缆接头因外层覆盖铠装带和防水胶带而具有一定的隐蔽性，施工中存在的缺陷不易发现。特别是故障抢修制作的中间接头，缺少监理单位和项目管理单位的现场管控，为了赶时间、图省事或制作人员技能水平不足，施工单位可能对施工中存在的缺陷不处理或简单处理，导致电缆接头带病投运。

基建项目施工建设的中间接头可由监理单位或者项目管理人员通过严格现场旁站的形式，对施工过程中的隐蔽工艺进行检查，保证电缆接头的施工质量。而抢修施工的电缆接头，若运维人员无法及时开展现场旁站的，可以通过关键节点旁站或者要求施工单位对电缆接头预处理各部件尺寸、铜屏蔽、外导电层切口、主绝缘层、接头主体安装位置及以及防水处理情况等工艺进行拍照留底，并作为抢修验收资料的一部分留档保存，督促施工单位严格安装施工说明书工艺要求开展中间接头施工。

3、落实惩罚机制

每一个电缆接头（含终端接头）除现场设置电缆附件制作标识，还要在系统电子化移交资料中备注好相关施工单位和制作人员。建议对电缆接头制作完成后三年内因施工工艺导致设备故障的单位和个人建立黑名单机制，一定期限内限制相关施工单位相关人员现场作业，并要求其施工单位提交相应的整改措施及现场施工作业质量保证措施，切实提升员工现场附件制作水平。并对参与相关中间接头验收的项目管理人员、运行人员或相关监理单位追责问责。

五、结束语

10kV电缆中间头材料经过多年的发展，技术已经相当的成熟，影响中间接头安全稳定运行的往往是其施工工程中的工艺缺陷，而中间接头本身工艺并不复杂，个人通过一定时间的锻炼均能胜任。除了施工人员技能水平外，施工人员不负责任，项目管理单位或运行单位对施工工艺中间验收不到位往往是这些电缆附件缺陷产生的根本原因。

通过强化现场旁站和落实惩罚机制使施工作业单位提升制作人员技能水平与责任心，同时做好相关电缆沟运维工作，我相信每一个电缆接头均能安全稳定长久运行。