一起220kV电缆终端击穿故障原因分析

浙江电力　１０　ＺＨＥＪＩＡＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　２０１２年第９期　一起２２０　ｋＶ电缆终端击穿故障原因分析　吴明祥　，毛琳明　（１．浙江省电力公司电力科学研究院，杭州　３１００１４；２．嘉兴电力局，浙江嘉兴３１４０３３）　摘要：针对一起发生在高速铁路专用２２０　ｋＶ输电线路上的电缆终端击穿事故，进行了故障电缆终　端检查和事故原因分析，指出２２０　ｋＶ故障电缆终端尾管与电缆金属护套的铅封施工工艺存在缺陷，　直接降低了机械强度，引起电缆终端尾管与电缆金属护套分离，最终导致电缆终端尾管与主绝缘击　穿．提出类似电缆终端的铅封施工工艺进行隐患排查的建议。　关键词：电缆终端；尾管铅封；击穿故障　中图分类号：ＴＭ７５７．２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００７—１８８１（２０１２）０９—００１０—０３　Ｃａｕｓｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｔｅｒｍｉｎａｌ　Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　Ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｆｏｒ　２２０　ｋＶ　Ｃａｂｌｅ　Ｍｉｎｇ－ｘｉａｎｆ，ＭＡ０　Ｌｉｎ—ｍｉ　（１．Ｚ（Ｐ）ＥＰＣ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００１４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｊｉａｘｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｊｉａｘｉｎ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３　１４０３３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃａｕｓｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆａｕｌｔｙ　ｃａｂｌｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ａｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｆｏｒ　ａ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｂｒｅａｋ—　ｄｏｗｎ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　ｏｆ　ａ　２２０　ｋＶ　ｐｒｉｖａｔｅ　ｃａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌｗａｙ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｅａｄ—ｓｅａｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｂｌｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ　ｔａｉｌ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｃａｂｌｅ　ｍｅｔａｌ　ｓｈｅａｔｈ，ｗｈｉｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｒｅ－　ｓｕｈｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｉｌ　ｔｕｂｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｍｅｔａｌ　ｓｈｅａｔｈ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈａｔ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔａｉｌ　ｔｕｂｅ　ａｎｄ　ｍａｉｎ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｍａｋｅｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌｅａｄ—ｓｅａｌｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｃａｂｌｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ　ｔｅｒｍｉｎａｌ；ｌｅａｄ—ｓｅａｌｉｎｇ　ｏｆ　ｔａｉｌ　ｔｕｂｅ；ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ａｃｃｉｄｅｎｔ　２２０　ｋＶ连杭变电站经由２２０　ｋＶ杭铁２Ｒ０４　段动作，三相跳闸；同时Ａ相测距为０．２４７　ｋｍ。　线、连铁２Ｒ０３线双回路向高速铁路２２０　ｋＶ许村　故障录波显示：Ａ相接地测距０．１４２　ｋｍ。保护动　牵引变电站供电。２２０　ｋＶ杭铁２Ｒ０４线路总长度　作时显示故障电流５９．６１　Ａ（电流互感器变ＩＲＥ２０００／　３．１３９　ｋｍ，架空线路２．９０６　ｋｍ，电缆线路０．２３３　５），即一次电流２３．８　ｋＡ。故障前线路负荷电流　ｋｍ，电缆金属护套连杭变电站侧终端经过电压　９６　Ａ、输送２４．９　ＭＷ，１．２３　Ｍｖａｒ。线路通道上无　保护器接地，线路侧电缆终端经接地箱直接接　施工开挖等外力影响，天气晴朗，不存在雷击等　地，线路于２０１０年７月１０日投运。电缆型号为　过电压现象。故障发生后，经查故障点在２２０　ｋＶ　ＹＪＬＷ０３　１２７／２２０，单相截面６３０　ｍｍ　，电缆终端　杭铁２Ｒ０４线线路侧Ａ相电缆终端，投运至故障　型号为ＴＥＳ１　２４５／５５复合外套终端，电缆及电缆　时间不足１Ｏ个月　终端均为江苏某电缆有限公司提供并负责电缆终　Ａ相终端故障后对其进行检查和解剖．发现　端安装　底部尾管保护层热缩管炸裂、尾管与电缆金属护　１电缆终端故障情况　套的铅封全部开裂脱离（见图１），脱离的尾管和　金属护套横截面断口间隙不平行．纵向错位，表　２０１１年４月２８日８：０６，２２０　ｋＶ杭铁２Ｒ０４　面有明显的熔化现象，尾管与电缆金属护套的铅　线路跳闸。保护动作情况分别为第１套保护：　封厚度较厚处大约在２　ｍｍ左右。　ＣＳＣ１０１Ａ　Ｉ段阻抗出口动作，Ａ相零序Ｉ段出口　在Ａ相电缆终端尾管部位有５０　ｍｎｌ×４０　ｍｍ　动作，均跳三相。第２套保护：ＲＣＳ一９０１Ａ距离Ｉ　的击穿熔化孔洞，在尾管内清晰可见电缆主绝缘　２０　浙江电力　２０１２年第９期　个月的运行情况来看，防雷绝缘子由于存在裸露　的放电间隙，不利于防鸟害，不建议采用。　（６）用户建设原则。为减少跳闸对用户的损　可持续发展的必然选择。　桐乡２０　ｋＶ配电网建设与改造是国家电网公　司的试点，由于是在原有１０　ｋＶ的基础上进行的　失。对于２０　ｋＶ接人用户，按照ＧＢ　５００５２—９５《供　配电系统设计规范》的要求，“对允许中断供电时　升级改造．因此该试点项目的成功对于国内大部　分地区均具有推广价值。虽然目前投运的２０　ｋＶ　设备占中压比重仅１５％，但是主要供区集中在桐　乡负荷密集区和雷害、鸟害密集区，进一步解决　２０　ｋＶ配电网运行中的问题，将更有利于其他区　域的升级改造。　间为毫秒级的供电，选用蓄电池静止型不间断供　电装置”。同时对用户的低压总开关按照延时脱　扣器（延时５　ｓ）的方式配置。　（７）同步建设２０　ｋＶ配电网自动化。同步建　设分段开关。按照配电网自动化要求建设和运　行．减少线路跳闸故障处理的停电时间。　参考文献：　［１］　马苏龙，许志龙，许扬，等．１０　ｋＶ电缆升压至２０　ｋＶ运　行的可行性研究【Ｊ］．中国电力，２００９，４２（１）：４９—５２．　［２］　孙可，董朝武，周浩，等．２０　ｋＶ配电网的中性点接地方　式研究【Ｊ】．能源工程，２ＯＬＯ（６）：１－９．　５　结语　桐乡电网在快速发展过程中，面临四大“难以　为继”：土地空间资源难以为继、友好电网建设　难以为继、社会责任要求难以为继、投资和人力　成本难以为继。而２０　ｋＶ配电网升级改造在提高　收稿日期：２ｏ１２一ｏｌ一２８　电网供电能力、节省电网资源（站址和通道）、降　低投资和网损、节能环保等方面均具有优势。因　此在桐乡地区推广２０　ｋＶ电压等级的配电网．是　作者简介：曾建梁（１９７２一），男，浙江嘉兴人，高级工程师，　主要从事电网规划、配网自动化等方面的研究。　（本文编辑：杨　勇）　（上接第１２页）　４结论　（１）杭铁２Ｒ０４线、连铁２Ｒ０３线２２０　ｋＶ电缆　终端安装铅封厚度不满足安装施工工艺要求，存　在严重的施工质量缺陷。　存在较高电位差、场强不均匀，造成长期间歇性　放电，致使电缆绝缘老化，最终导致主绝缘击穿。　（５）建议对该公司安装的类似型号电缆终端　的铅封施工工艺进行隐患排查。　参考文献：　【１］　吴明祥，包建强，王建明．一起２２０　ｋＶ电缆预制式中间　接头击穿故障及其原因分析【Ｊ１．高压电器，２０１０，４６（５）：　９５—９７．　（２）杭铁２Ｒ０４线Ａ相电缆终端至终端尾管　以下部分的电缆不在一条直线上．且安装时没有　校直到位，造成电缆偏移尾管中心。电缆终端安　装技术人员没有根据实际情况调整施工工艺，采　【２］　林礼健．一起２２０　ｋＶ电缆线路故障原因剖析［Ｊ】．山西　电力，２００３（２）：３９—４０．　取该相电缆头制作时先铅封后固定线夹的工艺．　其工艺流程不符合规范要求。　（３）终端封铅后的电缆与终端下端第１只电　［３］　张东斐，唐庆华，朱利军．１１０　ｋＶ国桥线电缆接头故障　分析及处理［Ｊ】．高电压技术，２００７（１２）：２０８—２１０．　［４】ＤＬ／Ｔ　５２２１—２００５城市电力电缆线路设计技术规定［Ｓ］．　北京：中国电力出版社．２００５．　缆固定线夹中心位置偏移较大，电缆固定后长期　存在较大弯曲应力，且铅封太薄，加速导致铅封　在运行中开裂、使电缆终端尾管与电缆金属护套　完全分离。　收稿日期：２０１２—０５—３０　作者简历：吴明祥（１９５６一），男，杭州人，高级工程师，从事　输电线路及电力电缆技术研究。　（本文编辑：杨　勇）　（４）由于电缆铝护套与终端尾管部分之间铅　封分离，引起半导电层和金属护套与终端尾管间