高壓終端電纜頭故障原因探討
2016-04-26 18:25:58 安裝信息網(wǎng)
相關(guān)鏈接： 中國(guó)安全網(wǎng) 中國(guó)質(zhì)量網(wǎng) 中國(guó)論文網(wǎng) 中國(guó)資訊網(wǎng)
論文摘要：根據(jù)當(dāng)前萊鋼供配電系統(tǒng)中高壓電纜頭選型、配置、使用情況，結(jié)合實(shí)際的電力停電案例，對(duì)高壓電纜頭發(fā)生短路、爆炸等事故的原因進(jìn)行了全面、深層次的分析；總結(jié)、梳理了各種有效的防范措施和對(duì)策。
論文關(guān)鍵詞：高壓電纜頭,故障,原因,對(duì)策
近幾年，隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，供配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性對(duì)安全生產(chǎn)的影響和制約因素暴露日益明顯和突出。通過對(duì)萊鋼自2003年以來所發(fā)生的171例典型電力停電事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和匯總，發(fā)現(xiàn)因終端電纜頭著火、電纜頭爆炸等局部異常因素而帶來的電力停電事故占有非常突出的位置；為了確保電纜頭的運(yùn)行可靠性，從電纜頭附件的選型和應(yīng)用方面，公司不斷加大電氣投資力度，冷縮電纜頭技術(shù)在萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛的普及和應(yīng)用，從電纜頭附件自身的選型和使用質(zhì)量方面得到了有效地保證，但實(shí)際生產(chǎn)中因電纜頭局部故障而引發(fā)的電氣停電事故仍然沒有得到根本性的遏制和消除，不同程度地仍然持續(xù)威脅著萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。
1高壓終端電纜頭的故障原因分析
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(gè)中間導(dǎo)體連接環(huán)節(jié)，連接點(diǎn)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(dòng)或開焊，進(jìn)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(duì)地?fù)舸┓烹娀蛑�，最終引發(fā)電纜頭著火燒毀或爆炸事故等。通過對(duì)萊鋼生產(chǎn)系統(tǒng)中近幾年發(fā)生的實(shí)際電纜頭運(yùn)行故障進(jìn)行深層次原因分析，連接點(diǎn)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(diǎn)：
1.1電纜頭制作過程中連接工藝不良
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(duì)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(huì)造成連接處達(dá)不到規(guī)定的電氣和機(jī)械強(qiáng)度，甚至使絕緣帶被扎傷。實(shí)際運(yùn)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(shí)，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻Rt就愈小，連接點(diǎn)部位的電氣和機(jī)械強(qiáng)度性能就越好。
1.1.2導(dǎo)體損傷。由于電纜的絕緣層強(qiáng)度具有較大的剝切困難，環(huán)切時(shí)施工人員用電工刀環(huán)剝，有時(shí)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(dòng)時(shí)，會(huì)造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易被發(fā)現(xiàn)，造成受損傷的電纜線芯在運(yùn)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(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，但因零件孔深不標(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。
1.1.4連接金具空隙大。目前,市場(chǎng)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(yùn)行實(shí)際比較，二者的壓接效果相差甚遠(yuǎn)。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(dá)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(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。
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(shí)，將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量進(jìn)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(duì)上述兩種類型的電纜分別進(jìn)行電纜頭制作時(shí),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(gè)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(jìn)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(diǎn)導(dǎo)線纏繞不牢固、虛焊現(xiàn)象，接觸電阻增大，電氣和機(jī)械強(qiáng)度降低。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，電纜線路的運(yùn)行特點(diǎn)，導(dǎo)致該部位存在一定的對(duì)地容性電流通過，連接點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)遭受額外的下拉力及機(jī)械擠壓等，誘發(fā)了有效連接松動(dòng)、變形等異常因素出現(xiàn)而導(dǎo)致連接點(diǎn)接觸電阻增大、絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)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(jī)械損傷,甚至部分線芯及絕緣附材被折斷，必然會(huì)導(dǎo)致電纜頭運(yùn)行中局部出現(xiàn)發(fā)熱、絕緣強(qiáng)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(shí)，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(jī)械強(qiáng)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)行中產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
1.2.3.4連接面容量不足。具體分析類似1.1.6。
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(shí)不可靠、接地電阻過大等因素，導(dǎo)致電纜對(duì)地產(chǎn)生零序容性電流時(shí)，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(dá)到一定值或電纜頭絕緣強(qiáng)度劣化到最低許可值時(shí)，引發(fā)電纜頭著火、短路等事故發(fā)生。
1.3電纜頭運(yùn)行環(huán)境不良
1.3.1根據(jù)電磁熱效應(yīng)原理，電纜頭在運(yùn)行中必然消耗一定的電能而產(chǎn)生一定的熱量，由于通風(fēng)散熱不良等原因，引起電纜頭運(yùn)行局部環(huán)境溫度的異常升高，最終引發(fā)電纜頭事故。同時(shí)，由于采取防塵、防火、防潮、防化學(xué)腐蝕、防小動(dòng)物、防高溫等措施力度不夠,電纜頭維護(hù)、管理不及時(shí)、不到位等因素，影響了電纜頭的使用壽命，誘發(fā)了電纜頭運(yùn)行溫度高、絕緣強(qiáng)度降低等異常因素的產(chǎn)生。
1.3.2隨著萊鋼供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日趨龐大和復(fù)雜化及降低雷電過電壓侵害措施的逐步實(shí)施，電力電纜線路和非線性用電設(shè)備迅速增多，改變了系統(tǒng)中L、C的運(yùn)行參數(shù)，致使系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振的幾率升高，甚至局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)落入諧振區(qū)內(nèi)；由于串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振產(chǎn)生的過電壓和過電流因素，加劇了電纜頭的絕緣劣化速度，最終導(dǎo)致電纜頭事故的增多。
1.3.3萊鋼35、10、6kV供配電系統(tǒng)均為中性點(diǎn)不接地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著發(fā)電設(shè)備、用電設(shè)備的逐步增多，其供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，致使雙回供電線路的電氣運(yùn)行方式調(diào)整更加困難；當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，在不能準(zhǔn)確確定故障線路而采取拉路停電方式查找故障的情況下，必然迫使相應(yīng)的發(fā)電、用電設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行隨即調(diào)整或停運(yùn)，倒閘操作過電壓的頻次大大增加，增大了電纜頭遭受操作過電壓沖擊的次數(shù)和絕緣劣化速度，最終導(dǎo)致電纜頭事故的增多。同時(shí)，系統(tǒng)中對(duì)地容性電流的增大，增大了單相弧光接地過電壓的幅值和消弧難度，即便是系統(tǒng)中安裝、配置了消弧消諧及過電壓保護(hù)裝置，但弧光接地故障二次復(fù)燃和短路停電范圍擴(kuò)大事故發(fā)生的幾率仍然會(huì)大大增加。
2防范措施
為有效遏制終端電纜頭事故的發(fā)生，提高電纜頭的運(yùn)行質(zhì)量，必須加強(qiáng)以下幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的管控和監(jiān)督。
2.1高壓電纜頭導(dǎo)體連接時(shí)，各連接部位的接觸面要保持平整，應(yīng)力推現(xiàn)象最小，接觸點(diǎn)的電阻要小且穩(wěn)定，與同長(zhǎng)度同截面導(dǎo)線相比，對(duì)新裝的電纜終端頭，其值要不大于1；對(duì)已運(yùn)行的電纜終端頭，其比值應(yīng)不大于1.2；接頭的機(jī)械強(qiáng)度不小于同截面導(dǎo)線的80%；焊接時(shí)，應(yīng)防止殘余熔劑熔渣的化學(xué)腐蝕；銅、鋁導(dǎo)線相接時(shí)，應(yīng)采用銅、鋁過渡連接管，并采取措施防止受潮、氧化及鋁銅之間產(chǎn)生電化腐蝕；接頭恢復(fù)的絕緣強(qiáng)度應(yīng)與原導(dǎo)線一致。
2.2電纜頭附件規(guī)格與電纜規(guī)格一致；附件應(yīng)完整，無損傷或銹蝕現(xiàn)象。
2.3電纜終端三芯分相以下在支架上固定安全、牢固，電纜及附件不受下拉力及機(jī)械擠壓等。
2.4電纜終端頭的引出接地線纏繞牢固、焊接可靠、接地良好；對(duì)于穿越零序電流互感器的引出接地線必須采取一定的絕緣防護(hù)處理。一方面，防止電纜線路流過較大故障電流時(shí)，在金屬護(hù)套中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可能擊穿電纜內(nèi)襯層，引起電弧，甚至將電纜金屬護(hù)套燒穿。一方面，防止中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，由于焊接點(diǎn)部位接觸電阻增大、接地線接地不良等原因，當(dāng)其運(yùn)行中對(duì)地不平衡容性電流在不能有效流入大地時(shí)而引發(fā)的電纜終端頭三叉口處局部過熱、著火等現(xiàn)象發(fā)生。一方面，防止穿越零序電流互感器的引出接地線出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上重復(fù)接地現(xiàn)象而引發(fā)的繼電保護(hù)或小電流接地選線裝置拒動(dòng)或不能準(zhǔn)確選線故障出現(xiàn)。
2.5終端電纜頭與外設(shè)連接后，其三相電纜頭線芯的彎曲半徑必須在許可的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁電纜線芯因強(qiáng)行彎曲遭受機(jī)械折傷，甚至部分線芯及外絕緣材料被折斷情況出現(xiàn)。一般情況下，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜線芯的彎曲半徑為截面直徑的15-20倍。
2.6終端電纜頭與外設(shè)進(jìn)行垂直連接時(shí)，其三相分叉頭與外設(shè)接線端子、母線排應(yīng)保持在同一平面上，避免連接部位出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)推力，增大連接面的接觸電阻，降低載流量等。
2.7并列敷設(shè)的終端電纜頭與外設(shè)連接時(shí)，其接頭的位置宜相互錯(cuò)開；電纜明敷時(shí)的電纜接頭，應(yīng)用托板托置固定。直埋電纜接頭盒外面應(yīng)有防止機(jī)械損傷的保護(hù)盒（環(huán)氧樹脂接頭盒除外）。
2.8電纜頭三相分叉以外的電纜進(jìn)行固定時(shí)，要使用專用的鋼制熱鍍鋅固定件，避免電纜頭遭受下拉力、電纜緊固部位出現(xiàn)機(jī)械勒痕和損傷。
2.9電纜線芯連接金具，應(yīng)采用符合標(biāo)準(zhǔn)的連接管、接線端子或接線鼻子，其內(nèi)徑應(yīng)與電纜線芯緊密配合，間隙不應(yīng)過大；截面宜為線芯截面的1.2～1.5倍。采用壓接時(shí)，壓接鉗和模具應(yīng)符合規(guī)格要求。
2.10改善電纜頭的運(yùn)行環(huán)境
2.10.1高壓電纜頭在有可能受到機(jī)械性損傷、化學(xué)作用、地下電流、振動(dòng)、熱影響、腐蝕物質(zhì)、蟲鼠等危害的環(huán)境里運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)絕緣、防火封堵、隔熱等有效隔離保護(hù)措施。
2.10.2加強(qiáng)高壓電纜頭運(yùn)行中各參數(shù)的監(jiān)視，確保電纜頭在正常許可的載流能力、過壓能力、溫升范圍內(nèi)運(yùn)行。
2.10.3定期對(duì)高壓電纜頭的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)防性檢查和試驗(yàn)；及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電纜頭性能的劣化趨勢(shì)、原因，并采取有效控制措施進(jìn)行控制，防止擴(kuò)大停電事故發(fā)生。
2.10.4定期對(duì)發(fā)電、供配電系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng)的消弧、消諧及過電壓運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行技術(shù)性能量化分析，及時(shí)優(yōu)化、改進(jìn)電氣一次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)的容性電流，改變系統(tǒng)的電感L、電容C技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，消除諧振過電壓現(xiàn)象。
3結(jié)論
萊鋼鋼鐵主業(yè)各生產(chǎn)工序建設(shè)環(huán)境的客觀條件及發(fā)展方向呈現(xiàn)出高壓電力電纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化的變化趨勢(shì)，高壓電纜頭停電事故的風(fēng)險(xiǎn)影響范圍和程度將會(huì)客觀性地在電力傳輸和分配過程中逐步上升到更加突出的位置、成為不容忽視的矛盾環(huán)節(jié)；為此，只有準(zhǔn)確把握、全面、系統(tǒng)掌控和落實(shí)高壓電纜頭可靠運(yùn)行的每一個(gè)充要條件和保障措施，才能從根本性方面減少或杜絕高壓電纜頭停電事故的發(fā)生，有效掌控、降低高壓電纜頭事故的風(fēng)險(xiǎn)程度和影響范圍，逐步實(shí)現(xiàn)電力安全、節(jié)能、環(huán)保的效益最大化目標(biāo)。
論文關(guān)鍵詞：高壓電纜頭,故障,原因,對(duì)策
近幾年，隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，供配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性對(duì)安全生產(chǎn)的影響和制約因素暴露日益明顯和突出。通過對(duì)萊鋼自2003年以來所發(fā)生的171例典型電力停電事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和匯總，發(fā)現(xiàn)因終端電纜頭著火、電纜頭爆炸等局部異常因素而帶來的電力停電事故占有非常突出的位置；為了確保電纜頭的運(yùn)行可靠性，從電纜頭附件的選型和應(yīng)用方面，公司不斷加大電氣投資力度，冷縮電纜頭技術(shù)在萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛的普及和應(yīng)用，從電纜頭附件自身的選型和使用質(zhì)量方面得到了有效地保證，但實(shí)際生產(chǎn)中因電纜頭局部故障而引發(fā)的電氣停電事故仍然沒有得到根本性的遏制和消除，不同程度地仍然持續(xù)威脅著萊鋼各生產(chǎn)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。
1高壓終端電纜頭的故障原因分析
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(gè)中間導(dǎo)體連接環(huán)節(jié)，連接點(diǎn)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(dòng)或開焊，進(jìn)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(duì)地?fù)舸┓烹娀蛑�，最終引發(fā)電纜頭著火燒毀或爆炸事故等。通過對(duì)萊鋼生產(chǎn)系統(tǒng)中近幾年發(fā)生的實(shí)際電纜頭運(yùn)行故障進(jìn)行深層次原因分析，連接點(diǎn)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(diǎn)：
1.1電纜頭制作過程中連接工藝不良
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(duì)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(huì)造成連接處達(dá)不到規(guī)定的電氣和機(jī)械強(qiáng)度，甚至使絕緣帶被扎傷。實(shí)際運(yùn)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(shí)，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻Rt就愈小，連接點(diǎn)部位的電氣和機(jī)械強(qiáng)度性能就越好。
1.1.2導(dǎo)體損傷。由于電纜的絕緣層強(qiáng)度具有較大的剝切困難，環(huán)切時(shí)施工人員用電工刀環(huán)剝，有時(shí)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(dòng)時(shí)，會(huì)造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易被發(fā)現(xiàn)，造成受損傷的電纜線芯在運(yùn)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(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，但因零件孔深不標(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。
1.1.4連接金具空隙大。目前,市場(chǎng)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(yùn)行實(shí)際比較，二者的壓接效果相差甚遠(yuǎn)。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(dá)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(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。
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(shí)，將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量進(jìn)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(duì)上述兩種類型的電纜分別進(jìn)行電纜頭制作時(shí),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(gè)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(jìn)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(diǎn)導(dǎo)線纏繞不牢固、虛焊現(xiàn)象，接觸電阻增大，電氣和機(jī)械強(qiáng)度降低。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，電纜線路的運(yùn)行特點(diǎn)，導(dǎo)致該部位存在一定的對(duì)地容性電流通過，連接點(diǎn)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(jìn)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(diǎn)遭受額外的下拉力及機(jī)械擠壓等，誘發(fā)了有效連接松動(dòng)、變形等異常因素出現(xiàn)而導(dǎo)致連接點(diǎn)接觸電阻增大、絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)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(jī)械損傷,甚至部分線芯及絕緣附材被折斷，必然會(huì)導(dǎo)致電纜頭運(yùn)行中局部出現(xiàn)發(fā)熱、絕緣強(qiáng)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(shí)，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(jī)械強(qiáng)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(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)行中產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
1.2.3.4連接面容量不足。具體分析類似1.1.6。
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(shí)不可靠、接地電阻過大等因素，導(dǎo)致電纜對(duì)地產(chǎn)生零序容性電流時(shí)，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(dá)到一定值或電纜頭絕緣強(qiáng)度劣化到最低許可值時(shí)，引發(fā)電纜頭著火、短路等事故發(fā)生。
1.3電纜頭運(yùn)行環(huán)境不良
1.3.1根據(jù)電磁熱效應(yīng)原理，電纜頭在運(yùn)行中必然消耗一定的電能而產(chǎn)生一定的熱量，由于通風(fēng)散熱不良等原因，引起電纜頭運(yùn)行局部環(huán)境溫度的異常升高，最終引發(fā)電纜頭事故。同時(shí)，由于采取防塵、防火、防潮、防化學(xué)腐蝕、防小動(dòng)物、防高溫等措施力度不夠,電纜頭維護(hù)、管理不及時(shí)、不到位等因素，影響了電纜頭的使用壽命，誘發(fā)了電纜頭運(yùn)行溫度高、絕緣強(qiáng)度降低等異常因素的產(chǎn)生。
1.3.2隨著萊鋼供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日趨龐大和復(fù)雜化及降低雷電過電壓侵害措施的逐步實(shí)施，電力電纜線路和非線性用電設(shè)備迅速增多，改變了系統(tǒng)中L、C的運(yùn)行參數(shù)，致使系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振的幾率升高，甚至局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)落入諧振區(qū)內(nèi)；由于串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振產(chǎn)生的過電壓和過電流因素，加劇了電纜頭的絕緣劣化速度，最終導(dǎo)致電纜頭事故的增多。
1.3.3萊鋼35、10、6kV供配電系統(tǒng)均為中性點(diǎn)不接地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨著發(fā)電設(shè)備、用電設(shè)備的逐步增多，其供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，致使雙回供電線路的電氣運(yùn)行方式調(diào)整更加困難；當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，在不能準(zhǔn)確確定故障線路而采取拉路停電方式查找故障的情況下，必然迫使相應(yīng)的發(fā)電、用電設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行隨即調(diào)整或停運(yùn)，倒閘操作過電壓的頻次大大增加，增大了電纜頭遭受操作過電壓沖擊的次數(shù)和絕緣劣化速度，最終導(dǎo)致電纜頭事故的增多。同時(shí)，系統(tǒng)中對(duì)地容性電流的增大，增大了單相弧光接地過電壓的幅值和消弧難度，即便是系統(tǒng)中安裝、配置了消弧消諧及過電壓保護(hù)裝置，但弧光接地故障二次復(fù)燃和短路停電范圍擴(kuò)大事故發(fā)生的幾率仍然會(huì)大大增加。
2防范措施
為有效遏制終端電纜頭事故的發(fā)生，提高電纜頭的運(yùn)行質(zhì)量，必須加強(qiáng)以下幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)的管控和監(jiān)督。
2.1高壓電纜頭導(dǎo)體連接時(shí)，各連接部位的接觸面要保持平整，應(yīng)力推現(xiàn)象最小，接觸點(diǎn)的電阻要小且穩(wěn)定，與同長(zhǎng)度同截面導(dǎo)線相比，對(duì)新裝的電纜終端頭，其值要不大于1；對(duì)已運(yùn)行的電纜終端頭，其比值應(yīng)不大于1.2；接頭的機(jī)械強(qiáng)度不小于同截面導(dǎo)線的80%；焊接時(shí)，應(yīng)防止殘余熔劑熔渣的化學(xué)腐蝕；銅、鋁導(dǎo)線相接時(shí)，應(yīng)采用銅、鋁過渡連接管，并采取措施防止受潮、氧化及鋁銅之間產(chǎn)生電化腐蝕；接頭恢復(fù)的絕緣強(qiáng)度應(yīng)與原導(dǎo)線一致。
2.2電纜頭附件規(guī)格與電纜規(guī)格一致；附件應(yīng)完整，無損傷或銹蝕現(xiàn)象。
2.3電纜終端三芯分相以下在支架上固定安全、牢固，電纜及附件不受下拉力及機(jī)械擠壓等。
2.4電纜終端頭的引出接地線纏繞牢固、焊接可靠、接地良好；對(duì)于穿越零序電流互感器的引出接地線必須采取一定的絕緣防護(hù)處理。一方面，防止電纜線路流過較大故障電流時(shí)，在金屬護(hù)套中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓可能擊穿電纜內(nèi)襯層，引起電弧，甚至將電纜金屬護(hù)套燒穿。一方面，防止中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，由于焊接點(diǎn)部位接觸電阻增大、接地線接地不良等原因，當(dāng)其運(yùn)行中對(duì)地不平衡容性電流在不能有效流入大地時(shí)而引發(fā)的電纜終端頭三叉口處局部過熱、著火等現(xiàn)象發(fā)生。一方面，防止穿越零序電流互感器的引出接地線出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上重復(fù)接地現(xiàn)象而引發(fā)的繼電保護(hù)或小電流接地選線裝置拒動(dòng)或不能準(zhǔn)確選線故障出現(xiàn)。
2.5終端電纜頭與外設(shè)連接后，其三相電纜頭線芯的彎曲半徑必須在許可的范圍內(nèi)，嚴(yán)禁電纜線芯因強(qiáng)行彎曲遭受機(jī)械折傷，甚至部分線芯及外絕緣材料被折斷情況出現(xiàn)。一般情況下，交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜線芯的彎曲半徑為截面直徑的15-20倍。
2.6終端電纜頭與外設(shè)進(jìn)行垂直連接時(shí)，其三相分叉頭與外設(shè)接線端子、母線排應(yīng)保持在同一平面上，避免連接部位出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)推力，增大連接面的接觸電阻，降低載流量等。
2.7并列敷設(shè)的終端電纜頭與外設(shè)連接時(shí)，其接頭的位置宜相互錯(cuò)開；電纜明敷時(shí)的電纜接頭，應(yīng)用托板托置固定。直埋電纜接頭盒外面應(yīng)有防止機(jī)械損傷的保護(hù)盒（環(huán)氧樹脂接頭盒除外）。
2.8電纜頭三相分叉以外的電纜進(jìn)行固定時(shí)，要使用專用的鋼制熱鍍鋅固定件，避免電纜頭遭受下拉力、電纜緊固部位出現(xiàn)機(jī)械勒痕和損傷。
2.9電纜線芯連接金具，應(yīng)采用符合標(biāo)準(zhǔn)的連接管、接線端子或接線鼻子，其內(nèi)徑應(yīng)與電纜線芯緊密配合，間隙不應(yīng)過大；截面宜為線芯截面的1.2～1.5倍。采用壓接時(shí)，壓接鉗和模具應(yīng)符合規(guī)格要求。
2.10改善電纜頭的運(yùn)行環(huán)境
2.10.1高壓電纜頭在有可能受到機(jī)械性損傷、化學(xué)作用、地下電流、振動(dòng)、熱影響、腐蝕物質(zhì)、蟲鼠等危害的環(huán)境里運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采取加強(qiáng)絕緣、防火封堵、隔熱等有效隔離保護(hù)措施。
2.10.2加強(qiáng)高壓電纜頭運(yùn)行中各參數(shù)的監(jiān)視，確保電纜頭在正常許可的載流能力、過壓能力、溫升范圍內(nèi)運(yùn)行。
2.10.3定期對(duì)高壓電纜頭的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)防性檢查和試驗(yàn)；及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電纜頭性能的劣化趨勢(shì)、原因，并采取有效控制措施進(jìn)行控制，防止擴(kuò)大停電事故發(fā)生。
2.10.4定期對(duì)發(fā)電、供配電系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng)的消弧、消諧及過電壓運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行技術(shù)性能量化分析，及時(shí)優(yōu)化、改進(jìn)電氣一次系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)的容性電流，改變系統(tǒng)的電感L、電容C技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，消除諧振過電壓現(xiàn)象。
3結(jié)論
萊鋼鋼鐵主業(yè)各生產(chǎn)工序建設(shè)環(huán)境的客觀條件及發(fā)展方向呈現(xiàn)出高壓電力電纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜化的變化趨勢(shì)，高壓電纜頭停電事故的風(fēng)險(xiǎn)影響范圍和程度將會(huì)客觀性地在電力傳輸和分配過程中逐步上升到更加突出的位置、成為不容忽視的矛盾環(huán)節(jié)；為此，只有準(zhǔn)確把握、全面、系統(tǒng)掌控和落實(shí)高壓電纜頭可靠運(yùn)行的每一個(gè)充要條件和保障措施，才能從根本性方面減少或杜絕高壓電纜頭停電事故的發(fā)生，有效掌控、降低高壓電纜頭事故的風(fēng)險(xiǎn)程度和影響范圍，逐步實(shí)現(xiàn)電力安全、節(jié)能、環(huán)保的效益最大化目標(biāo)。
關(guān)鍵字：機(jī)械
