| 高壓電纜故障原因分析和對策 |
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高壓終端電纜頭的故障原因 與電纜本體相比，電纜終端是薄弱環(huán)節(jié)，約占電纜線路故障率的95%。由于電纜頭制作、接線施工工藝存在多個中間導(dǎo)體連接環(huán)節(jié)，連接點接觸電阻過大，溫升加快，發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚、連接松動或開焊，進而接觸電阻更大，溫升更快。如此惡性循環(huán)，致使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路、對地擊穿放電或著火，最終引發(fā)電纜頭著火燒毀或爆炸事故等。通過對萊鋼生產(chǎn)系統(tǒng)中近幾年發(fā)生的實際電纜頭運行故障進行深層次原因分析，連接點接觸電阻增大、接頭發(fā)熱是最終造成電纜頭故障的主要誘因。造成接觸電阻增大的主要原因有以下幾點： 1.1電纜頭制作過程中連接工藝 1.1.1連接金具接觸面處理不好。無論是接線端子或連接管，由于生產(chǎn)或保管的條件影響，管體內(nèi)壁常有雜質(zhì)、毛刺和氧化層存在，這些不為人們重視的缺陷，對導(dǎo)體連接質(zhì)量和絕緣帶的纏繞質(zhì)量等有著重要影響。不嚴(yán)格按工藝要求操作，就會造成連接處達不到規(guī)定的電氣和機械強度，甚至使絕緣帶被扎傷。實際運行證明，當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔、抗金屬氧化措施愈到位，在接頭溫度升高時，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻Rt就愈小，連接點部位的電氣和機械強度性能就越好。 1.1.2導(dǎo)體損傷。由于電纜的絕緣層強度具有較大的剝切困難，環(huán)切時施工人員用電工刀環(huán)剝，有時用鋼鋸環(huán)切深痕，因掌握不好剝切度而使導(dǎo)線損傷，在線芯彎曲、壓接蠕動時，會造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易被發(fā)現(xiàn)，造成受損傷的電纜線芯在運行中因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。 1.1.3導(dǎo)體連接時線芯不到位。導(dǎo)體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm，但因零件孔深不標(biāo)準(zhǔn)，易造成剝切長度不夠，或因壓接時串位使導(dǎo)線端部形成空隙，僅靠金具壁厚導(dǎo)通，致使接觸電阻增大，發(fā)熱量增加。 1.1.4連接金具空隙大。目前,市場上供給的電纜接頭連接金具，從理論上講其截面與電纜線芯的有效截面是一樣的，但從運行實際比較，二者的壓接效果相差甚遠。由于連接金具內(nèi)、外壁之間的厚度的差異，導(dǎo)致電纜線芯與金具內(nèi)徑之間出現(xiàn)一定的空隙，壓接后達不到足夠的壓縮力，造成接觸不良現(xiàn)象。 1.1.5產(chǎn)品質(zhì)量差。假冒偽劣金具不僅材質(zhì)不純，外觀粗糙，壓后易出現(xiàn)裂紋，而且規(guī)格不標(biāo)準(zhǔn)，有效截面與正品相差很大，根本達不到壓接質(zhì)量要求；在正常情況下運行發(fā)熱嚴(yán)重，負荷稍有波動必然發(fā)生故障。 1.1.6截面不足。當(dāng)前萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的電力電纜多為交聯(lián)電纜。以ZQ－3×240油紙銅芯電纜和YJV22－3×150交聯(lián)銅芯電纜為例，在環(huán)境溫度為25℃時，將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量進行比較得出的結(jié)論是：ZQ2一3×240油紙銅芯電纜可用YJV22－3×150交聯(lián)銅芯電纜替代。在對上述兩種類型的電纜分別進行電纜頭制作時,正常情況下必然分別選用與之規(guī)格相匹配的連接金具,從而自然而然地出現(xiàn)了連接金具的截面差。由此可見連接金具截面不足可能是交聯(lián)電纜接頭發(fā)生發(fā)熱故障幾率高的一個重要原因；在當(dāng)前現(xiàn)狀下，連接金具的選型和使用問題有待于進步的研究和分析。 1.1.7電纜終端頭金屬屏蔽層、鎧裝層與引出接地線之間連接不可靠，存在連接點導(dǎo)線纏繞不牢固、虛焊現(xiàn)象，接觸電阻增大，電氣和機械強度降低。在中性點不接地系統(tǒng)中，電纜線路的運行特點，導(dǎo)致該部位存在一定的對地容性電流通過，連接點溫度異常升高，接觸電阻更大，熱積累因素的存在，最終引發(fā)該部位著火。 1.2電纜頭接線工藝不良。 電纜頭與開關(guān)柜內(nèi)部接線銅排等外設(shè)設(shè)備進行導(dǎo)體連接的過程，同樣是引發(fā)電纜頭發(fā)熱著火或爆炸等事故不可輕視的重要環(huán)節(jié)。 1.2.1電纜終端三芯分相以下在支架上安裝固定不牢固或不固定，電纜頭自身、電纜頭與外設(shè)設(shè)備連接點遭受額外的下拉力及機械擠壓等，誘發(fā)了有效連接松動、變形等異常因素出現(xiàn)而導(dǎo)致連接點接觸電阻增大、絕緣強度、機械強度故障的發(fā)生。 1.2.2電纜頭部位三相電纜線芯的彎曲半徑不夠,導(dǎo)致電纜線芯和電纜頭絕緣附件機械損傷,甚至部分線芯及絕緣附材被折斷，必然會導(dǎo)致電纜頭運行中局部出現(xiàn)發(fā)熱、絕緣強度降低等故障。 1.2.3電纜頭接線鼻子與外設(shè)接線母排等連接時，連接工藝不良。 1.2.3.1電纜頭接線鼻子與外設(shè)接線母排連接部位不在同一平面上。受電纜頭線芯、接線鼻子、母線排機械強度的影響和制約，導(dǎo)致接線鼻子和母線排壓接過程中產(chǎn)生相互間的應(yīng)力推而無法保障接觸面在同一平面上，接線鼻子反翹，接觸面之間產(chǎn)生一定的空隙而引起接觸電阻增大，運行中產(chǎn)生過熱或溫升異，F(xiàn)象。 1.2.3.2連接材質(zhì)及表面工藝處理不同，沒有采取一定的銅鋁過度或表面鍍錫、鍍銀、鍍鋅、壓花、清潔度、平整度等工藝處理措施而直接進行了連接。引起接線鼻子、母排、螺桿、螺母等連接金具表面之間產(chǎn)生氧化膜，由于表面存在毛刺而使接觸面之間產(chǎn)生一定的空隙等，增大了接觸面電阻，運行中產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。 1.2.3.3連接面接觸壓力不夠。受接線鼻子、接線母排等螺母連接開孔數(shù)量、開孔大小及使用連接螺桿、螺母、墊圈規(guī)格等因素的影響，引起有效接觸面承受不同的連接壓力而導(dǎo)致接觸電阻增大，運行中產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。 1.2.3.4連接面容量不足 1.2.3.5電纜頭屏蔽、鎧裝層引出接地線接地不良。由于接地線接地連接時不可靠、接地電阻過大等因素，導(dǎo)致電纜對地產(chǎn)生零序容性電流時，該部位溫升異常或?qū)Φ胤烹姰a(chǎn)生電火花，當(dāng)熱積累達到一定值或電纜頭絕緣強度劣化到最低許可值時，引發(fā)電纜頭著火、短路等事故發(fā)生。
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