交聯(lián)電纜接頭故障原因及處理方法

一交聯(lián)電纜接頭運(yùn)行狀況6-10KV高壓動(dòng)力電纜在水利工程和電力系統(tǒng)運(yùn)用非常廣泛，其完好的接頭和附件對(duì)機(jī)電設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行和供電安全是非常重要的。設(shè)計(jì)良好、施工合理的電纜接頭，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明，在大多數(shù)情況下是可以長(zhǎng)期使用的。但交聯(lián)電纜由于載流能力強(qiáng)，電流密度大，對(duì)導(dǎo)體連接質(zhì)量要求就更為嚴(yán)格。對(duì)接頭所要求機(jī)械的電氣的條件日益從嚴(yán)越來越高，特別是6-10KV電動(dòng)機(jī)電纜，各種接頭將經(jīng)受很大的熱應(yīng)力和較高激烈程度與持續(xù)時(shí)間的短路電流的影響。所以說交聯(lián)電纜附件也不是附屬的，更不是次要的部件，它與電纜是同等重要，必不可少的部件，也是與安全運(yùn)行密切相關(guān)的關(guān)鍵產(chǎn)品。交聯(lián)電纜在國(guó)外已普遍應(yīng)用，國(guó)內(nèi)廣泛采用雖然僅10余年，目前還存在一些問題，但隨著技術(shù)的發(fā)展，附件的配套，質(zhì)量的提高，工藝的完善，交聯(lián)電纜已有替代油紙電纜的趨勢(shì)具有廣闊、深遠(yuǎn)的發(fā)展前景。

二交聯(lián)電纜接頭故障原因分析

由于電纜附件種類、形式、規(guī)格較多;質(zhì)量參差不齊;施工人員技術(shù)水平高低不等;電纜接頭運(yùn)行方式和條件各異，致使交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障的原因各不相同。由于交聯(lián)電纜與油紙電纜的介質(zhì)不同，接頭發(fā)生故障的原因有很大的差異，油紙電纜接頭發(fā)生故障主要是絕緣影響，而交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障主要是導(dǎo)體連接。交聯(lián)電纜允許運(yùn)行溫度高，對(duì)電纜接頭就提出了更高的要求，使接頭發(fā)熱問題就顯得更為突出。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，又使接觸電阻更大，溫升更快。如此惡性循環(huán)，使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路，引起爆炸燒毀。造成接觸電阻增大的原因有以下幾點(diǎn)。

1、工藝不佳。主要是指電纜接頭施工人員在導(dǎo)體連接前后的施工工藝。

(1)連接金具接觸面處理不佳。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，這是不為人們重視的缺陷，但對(duì)導(dǎo)體連接質(zhì)量的影響，頗為嚴(yán)重。特別是鋁表面極易生成一層堅(jiān)硬而又絕緣的氧化鋁薄膜，使鋁導(dǎo)體的連接要比銅導(dǎo)體的連接增加不少麻煩，工藝技術(shù)的嚴(yán)格性也要高得多。造成連接(壓接、焊接和機(jī)械連接)發(fā)熱的主要原因，除機(jī)具、材料性能因素外，關(guān)鍵是工藝技術(shù)和責(zé)任心。施工人員不了解連接機(jī)理，沒有嚴(yán)格按工藝要求操作，就會(huì)造成連接處達(dá)不到電氣和機(jī)械強(qiáng)度。運(yùn)行證明當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔，在接頭溫度升高時(shí)，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻就愈小。

(2)導(dǎo)體損傷。交聯(lián)絕緣層強(qiáng)度較大剝切困難，環(huán)切時(shí)施工人員用電工刀左劃右切，有時(shí)干脆用鋼鋸環(huán)切深痕，往往掌握不好而使導(dǎo)線損傷。剝切完畢雖然不很嚴(yán)重，但在線芯彎曲和壓接蠕動(dòng)時(shí)，會(huì)造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易發(fā)現(xiàn)，因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。

(3)導(dǎo)體連接時(shí)線芯不到位。導(dǎo)體連接時(shí)絕緣剝切長(zhǎng)度要求壓接金具孔深加5mm，但因產(chǎn)品孔深不標(biāo)準(zhǔn)，易造成剝切長(zhǎng)度不夠，或因壓接時(shí)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。

2、壓力不夠�，F(xiàn)今有關(guān)資料在制作接頭工藝及標(biāo)準(zhǔn)圖中只提到電纜連接時(shí)每端的壓坑數(shù)量，而沒有詳述壓接面積和壓接深度。施工人員按要求壓夠壓坑數(shù)量，效果如何無法確定。不論是哪種形式的壓力連接，接頭電阻主要是接觸電阻，而接觸電阻的大小與接觸力的大小和實(shí)際接觸面積的多少有關(guān)，與使用壓接工具的出力噸位有關(guān)。造成導(dǎo)體連接壓力不夠的主要原因有以下3點(diǎn)。

(1)壓接機(jī)具壓力不足。近年壓接機(jī)具生產(chǎn)廠家較多，管理混亂，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，特別是近年生產(chǎn)的機(jī)械壓鉗，壓坑不僅窄小，而且壓接到位后上下壓模不能吻合;還有一些廠家購(gòu)買或生產(chǎn)國(guó)外類型壓鉗，由于執(zhí)行的是國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)產(chǎn)導(dǎo)線標(biāo)稱截面不適應(yīng)，壓接質(zhì)量難保證。

(2)連接金具空隙大�，F(xiàn)在交聯(lián)電纜接頭多數(shù)單位使用的連接金具，還是油紙電纜按扇型導(dǎo)線生產(chǎn)的端子和壓接管。從理論上講圓型和扇型線芯的有效截面是一樣的，但從運(yùn)行實(shí)際比較，二者的壓接效果相差甚大。由于交聯(lián)電纜導(dǎo)體是緊絞的圓型線芯，與常用的金具內(nèi)徑有較大的空隙壓接后達(dá)不到足夠的壓縮力。接觸電阻與施加壓力成反比，因此將導(dǎo)致增大。

(3)假冒偽劣產(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)格不準(zhǔn)，有效截面與正品相差很大，根本達(dá)不到壓接質(zhì)量要求，在正常情況下運(yùn)行發(fā)熱嚴(yán)重，負(fù)荷稍有波動(dòng)必然發(fā)生故障。

3、截面不足將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量，在環(huán)境溫度為25℃時(shí)，進(jìn)行比較得出的結(jié)論是:ZQ2—3×240油紙銅芯電纜可用YJV22-3×150交聯(lián)銅芯電纜替代。因?yàn)閅JV22-3×150交聯(lián)電纜的允許載流量為476A;而ZQ2-3×240油紙電纜的允許載流量為420A，還超出56A。ZLQ2-3×240可用YJLV22-31×50替代，因?yàn)榻宦?lián)3×150鋁芯電纜的載流量為364A，而油紙3×240鋁芯電纜的載流量才320A，交聯(lián)電纜還超出44A。如果用允許載流量計(jì)算，150mm2交聯(lián)電纜與240mm2油紙電纜基本相同，或者說150mm2交聯(lián)電纜應(yīng)用240mm2的金具連接才能正常運(yùn)行。由此可見連接金具截面不足將是交聯(lián)電纜接頭發(fā)熱嚴(yán)重的一個(gè)重要原因。

4、散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭，不僅繞包絕緣較電纜交聯(lián)絕緣層為厚，而且外殼內(nèi)還注有混合物，就是最小型式的熱縮接頭，其絕緣和保護(hù)層還比電纜本體增加一倍多。這樣無論何種型式的接頭均存在散熱難度。現(xiàn)行各種接頭的絕緣材料耐熱性能較差，J-20橡膠自粘帶正常工作溫度不超過75℃;J-30也才達(dá)90℃;熱縮材料的使用條件為-50～100℃。當(dāng)電纜在正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，接頭內(nèi)部的溫度可達(dá)100℃，當(dāng)電纜滿負(fù)荷時(shí)，電纜芯線溫度達(dá)到90℃，接頭溫度會(huì)達(dá)140℃左右，當(dāng)溫度再升高時(shí)，接頭處的氧化膜加厚，接觸電阻隨之加大，在一定通電時(shí)間的作用下，接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物，導(dǎo)致故障發(fā)生。綜上所述增加連接金具接點(diǎn)的壓力、降低運(yùn)行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進(jìn)連接金具的結(jié)構(gòu)尺寸、選用優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的附件、嚴(yán)格施工工藝是降低接觸電阻的幾個(gè)關(guān)鍵因素。

三提高交聯(lián)電纜接頭質(zhì)量的對(duì)策

由于交聯(lián)電纜接頭所處的環(huán)境和運(yùn)行方式不同，所連接的電氣設(shè)備及位置不同，電纜附件在材質(zhì)，結(jié)構(gòu)及安裝工藝方面有很大的選擇余地，但各類附件所具備的基本性能是一致的，所以應(yīng)加強(qiáng)以下幾點(diǎn)措施來提高接頭質(zhì)量。

(1)必須選用技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、質(zhì)量可靠、能適應(yīng)所使用的環(huán)境和條件的電纜附件。對(duì)假冒偽劣產(chǎn)品必須堅(jiān)決抵制，對(duì)新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品應(yīng)重點(diǎn)試驗(yàn)，不斷總結(jié)提高，逐年逐步推廣應(yīng)用。

(2)采用材質(zhì)優(yōu)良、規(guī)格、截面符合要求，能安全可靠運(yùn)行的連接金具。對(duì)于接線端子，應(yīng)盡可能選用堵油型，因?yàn)檫@種端子一般截面較大，能減小發(fā)熱，而且還能有效的解決防潮密封。連接管應(yīng)采用紫銅棒或1#鋁車制加工，規(guī)格尺寸應(yīng)同交聯(lián)電纜線芯直徑配合為好。近年長(zhǎng)沙和沈陽電纜廠附件廠提供的交聯(lián)電纜接頭用壓接管，使用效果較好。

(3)選用壓接噸位大、模具吻合好，壓坑面積足，壓接效果能滿足技術(shù)要求的壓接機(jī)具。做好壓接前的界面處理，并涂敷導(dǎo)電膏。

(4)培訓(xùn)技術(shù)有素、工藝熟練、工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，能勝任電纜施工安裝和運(yùn)行維護(hù)的電纜技工。提高施工人員對(duì)交聯(lián)電纜的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)交聯(lián)電纜附件特性的了解，研究技術(shù)，改進(jìn)工藝，制定施工規(guī)范，加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證安全運(yùn)行。由于交聯(lián)電纜推廣應(yīng)用時(shí)間較短，電纜附件品種雜亂，施工人員技術(shù)水平高低不等，加之接頭的接觸力和實(shí)際接觸面積是隨著接頭在運(yùn)行中所處的各種不同的運(yùn)行條件而在變化，所以交聯(lián)電纜各種接頭發(fā)生故障的原因也就各不相同，除發(fā)熱問題外，對(duì)于密封問題、應(yīng)力問題、聯(lián)接問題、接地問題等引起的接頭故障也應(yīng)予以重視。