冷縮電纜中間連接煤礦行業(yè)故障的原因分析和處理

1、故障環(huán)境：

煤礦井下空間狹小，空氣潮濕，有煤塵和瓦斯爆炸的危險，因此，對電纜中間接頭的要求很高。用熱縮電纜中間接頭，由于需要明火熱縮，極不適合煤礦井下。用環(huán)氧樹脂澆灌制作的電纜中間接頭，體積大，對于井下狹小的空間，不適合敷設(shè)，有的還需要安裝接地系統(tǒng)，而冷縮中間接頭具有很多優(yōu)勢，安裝不需要專用工具，簡便快捷，制作時間短。不用使用明火，安全可靠，。對電纜本體有持久的徑向壓力，用與電纜同呼吸的防水膠帶纏繞，密封防水性能好，保證長期可靠運(yùn)行。使用硅橡膠冷縮絕緣套管，具有優(yōu)良的絕緣性和高恢復(fù)彈性，使內(nèi)面結(jié)合緊密，不會因電纜運(yùn)行呼吸作用而產(chǎn)生電擊穿，應(yīng)力部分與主絕緣復(fù)合為一體，有效地解決了電纜半導(dǎo)體導(dǎo)電層屏蔽斷面處的應(yīng)力集中問題，，確保絕緣可靠，安全運(yùn)行。電纜中間接頭體積細(xì)長，相對于環(huán)氧樹脂澆灌的中間接頭在井下巷道安裝更簡便易行，為此，我礦在九五年就廣泛的推廣使用冷縮中間接頭。冷縮接頭雖好，但也有時出現(xiàn)事故，因此，我將對我們最近的一次冷縮接頭故障進(jìn)行剖析，簡單的談一下自己的看法。

2、故障情況

2008年3月20日夜間，山東某礦井下中央變電所2#高壓配電開關(guān)發(fā)生短路跳閘故障，該高壓開關(guān)帶線路為240平方毫米銅芯交聯(lián)聚乙烯電力電纜，中間有四個冷縮電纜中間接頭，是變電所進(jìn)線電纜，在變電所做好措施后用兆歐表判斷為電纜故障。通過測尋定位，故障點鎖定在井筒處第二個冷縮電纜中間接頭，此接頭于2001年電纜鋪設(shè)安裝時制作，并經(jīng)耐壓試驗后投入運(yùn)行，一直運(yùn)行良好，事故的發(fā)生引起了相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的重視，要求分析事故，盡快查出原因。

3、原因分析

在深電電力設(shè)備發(fā)展有限公司技術(shù)人員的配合下很快找出了事故的原因所在，冷縮電纜接頭，現(xiàn)場施工簡單方便，其硅橡膠復(fù)合絕緣套管具有彈性，只要抽出內(nèi)芯尼龍支撐條，可緊緊貼服在ＸＬＰＥ電纜上，不需要使用加熱工具，克服了熱縮材料的缺點（熱縮附件沒有彈性，在電纜運(yùn)行時熱脹冷縮的過程中，會與電纜本體之間出現(xiàn)間隙）。我礦在安裝時廣泛推廣冷縮電纜中間接頭新工藝，由于當(dāng)時對該項新工藝的操作掌握也有不足之處，因而對該起故障很有必要進(jìn)行認(rèn)真分析，查找原因，從中吸取教訓(xùn)，采取措施，提高施工質(zhì)量，確保電纜線路的安全運(yùn)行。

我們知道，電纜接頭的電場是一個畸變電場，造成電場畸變的主要原因是：做接頭時，電纜的銅屏蔽層、半導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、線芯都必須進(jìn)行剝切，在電纜接頭線芯和屏蔽層的切斷處，會產(chǎn)生電應(yīng)力集中現(xiàn)象，電場強(qiáng)度最大，是整個接頭的薄弱環(huán)節(jié)。同時，現(xiàn)場條件較差，不可避免會侵入灰塵、氣體、水分等雜質(zhì)。因而導(dǎo)致絕緣發(fā)生擊穿的主要原因是什么還需進(jìn)一步分析。

為便于分析，在現(xiàn)場將故障電纜中間接頭鋸掉，就地進(jìn)行了解剖，發(fā)現(xiàn)

1） 電纜中間接頭外觀完好，沒發(fā)現(xiàn)燒蝕空洞

2） 拋開外鎧甲和防水膠帶后發(fā)現(xiàn)里面有明顯的碳化煙黑。

3） 將每一相冷縮硅橡膠絕緣套管剖開后，其中有兩個電纜絕緣層表面有明顯放電碳化通道，該通道從線芯一直到電纜硅橡膠復(fù)合絕緣套管外。由此可見，該電纜擊穿是接頭處絕緣表面放電造成的，說明冷縮套管與電纜絕緣表面結(jié)合處存在氣隙、雜質(zhì)形成的絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成短路故障

眾所周知，雜質(zhì)、氣隙、受潮是造成固體絕緣介質(zhì)沿面放電的主要原因，所以可能導(dǎo)致冷縮接頭絕緣擊穿的原因有以下幾方面，即制作工藝，敷設(shè)環(huán)境及外力破壞，

1） 制作工藝方面可能存在以下原因

（1） 剝切電纜半導(dǎo)體屏蔽層時，刀痕過深，使主絕緣層表面有傷痕，容易存在氣隙。

（2） 電纜半導(dǎo)體屏蔽層剝切后，沒有清除干凈，其半導(dǎo)體殘留在主絕緣層上，或清擦?xí)r沒有遵循工藝要求，來回擦洗，留下隱患，產(chǎn)生閃絡(luò)放電。

（3） 電纜線芯壓接后，連接管壓坑變形有尖端、棱角，造成電場畸變，局部場強(qiáng)集中，產(chǎn)生尖端放電。

（4） 冷縮硅橡膠套管是預(yù)制成型附件，必須與電纜截面相配套。做接頭前如沒有認(rèn)真檢查是否配套，事必造成收縮不緊密而不能保證界面壓強(qiáng)，導(dǎo)致雜質(zhì)侵入氣隙或受潮。

（5） 制作該冷縮頭時，硅橡膠絕緣套管收縮后，兩端口未作任何密封處理，這是導(dǎo)致潮氣侵入的重要原因。

（6） 制作冷縮接頭時，因三相冷縮絕緣套管同在中心位置，由于不平整，包繞防水帶中會有皺折，造成包纏不緊密，這也是導(dǎo)致接頭進(jìn)水受潮的重要原因之一。

（7） 半導(dǎo)體屏蔽切削尺寸不合適和銅屏蔽的恢復(fù)不到位是造成短路故障的主要原因。

2） 敷設(shè)環(huán)境及外力破壞

（1） 井下環(huán)境潮濕，大巷經(jīng)常用水沖刷防塵

（2） 查閱資料和工作日志得知，此處電纜為配合礦質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，進(jìn)行過多次整改和起落

（3） 經(jīng)過回憶，此電纜接頭在放落地面過程中成被水泡過

綜合以上分析，可以得出以下結(jié)論，由于電纜的起落搬遷和移動，可能造成電纜中間盒的損壞。大巷的沖刷以及水泡可使冷縮電纜中間接頭或則電纜其它外護(hù)套破損處進(jìn)水浸入到冷縮電纜中間接頭中，再加上冷縮中間接頭的制作工藝存在瑕疵，就造成了此次事故的發(fā)生

4、經(jīng)驗教訓(xùn)和處理對策

為吸取事故的教訓(xùn)，杜絕類似事故的發(fā)生，在今后的工作中還應(yīng)做到：

1） 加強(qiáng)工作責(zé)任心，在搬遷移動電纜時一定要加強(qiáng)對電纜中間接頭的保護(hù)，避免讓其受力。

2） 對于可能淋水和水沖刷的地方要加以保護(hù)，避免淋水

3） 電纜落地要嚴(yán)禁水浸

4） 對電纜的制作要嚴(yán)格按照工藝要求去做

5） 電纜絕緣層剝切后，應(yīng)用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨主絕緣層表面，使其光滑無刀痕，無半導(dǎo)體殘留點。清洗絕緣層必須用清洗溶劑從線芯向半導(dǎo)體屏蔽層方向，千萬不能用接觸過半導(dǎo)體屏蔽層的清洗紙清洗主絕緣層表面。

6） 線芯壓接以后，應(yīng)用銼刀、砂紙仔細(xì)地打磨以消除棱角和尖端，并注意金屬粉屑不得殘留在絕緣層表面上。

7） 　在制作電纜接頭過程中應(yīng)特別注意保持清潔，同時應(yīng)盡量縮短制作時間，電纜剝切后，在空氣中暴露的時間越長，侵入雜質(zhì)、水分、氣體、灰塵等的可能性就越大，從而影響接頭質(zhì)量。因此要求在施工之前充分做好各項準(zhǔn)備工作，保證制作時不間斷，一氣呵成。

8） 制作冷縮接頭前要認(rèn)真檢查電纜附件與電纜是否配套，這樣才能嚴(yán)格控制冷縮硅橡膠絕緣套管的過盈量，保證其有足夠的握緊力，使界面接觸緊密，沒有氣隙。

9） 分別在收縮后各相硅橡膠復(fù)合絕緣套管的兩端口處包繞半導(dǎo)體自粘帶。這樣，既能使硅橡膠套管外半導(dǎo)體層與電纜外半導(dǎo)體屏蔽層良好接觸，又能起到軸向防水防潮的作用。

10） 包繞自粘性防水帶，是冷縮接頭的防潮密封關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包繞自粘性防水帶前，要徹底的清潔和打磨電纜頭兩端的電纜外護(hù)套，然后再以半重疊法從接頭一端起向另一端包繞，然后再從這一端反方向包繞到起始端，繞包兩層。每層包纏后，要用雙手依次緊握一遍，使之更好地粘合。包繞時一定要拉力適當(dāng)，做到包纏緊密無縫隙。

11） 最后包繞鎧甲時要適當(dāng)加力，使之纏繞更緊密，以增加冷縮電纜中間街頭的強(qiáng)度，從而防止外力的破壞。