寇云，冯乐

(陕西陕煤榆北煤业有限公司榆林信息化运维分公司，陕西 榆林 719319)

氯碱企业的用电负荷主要集中在10 kV系统，而在10 kV电力系统中电缆头则是运行过程中较为薄弱的环节，某氯碱企业仅在两个月内便连续发生了3起10 kV电缆头绝缘击穿事故。

1 3起10 kV电缆头绝缘击穿事故经过

3起10 kV电缆头绝缘击穿事故均发生在同一氯碱企业，事故经过如下述。

1.1 “3·17” 10 kV电缆头绝缘击穿事故

2019年3月17日，305变电站1#干式变压器(变压器容量为1 600 kV·A，额定电压10/0.4 kV)本体10 kV电缆头C相击穿，与B相接线柱发生相间弧光短路故障，造成本站1#主变压器高、低侧开关及热电分厂35 kV电源开关电流速断保护同时动作跳闸，导致305变电站10 kVⅠ段母线失电，引起该企业B线整流、蒸发一、二期全部停车以及大部分区域停电事故。

1.2 “3·20”10 kV电缆头绝缘击穿事故

2019年3月20日，307变电站5#动力变本体10 kV A、C相电缆头绝缘击穿短路，5#动力变10 kV断路器电流速断保护动作跳闸，同时引起本站3#主变比率差动保护误动作跳闸，造成3#主变所带10 kVⅠ段母线失电，导致系统局部停车。

1.3 “4·3”10 kV电缆头绝缘击穿事故

2019年4月3日，307变电站12#空压机电动机本体高压电缆头绝缘击穿，造成A、C相短路引起12#空压机电流速断保护动作跳闸，10 kVⅡ段母线电压暂降，同时导致10 kVⅡ段所带的6台动力变压器0.4 kV母线因进线开关欠压保护动作跳闸而失压，造成6段低压母线所带设备全部失电跳闸，引发大面积停电事故。

2 3起事故暴露出的共同问题及整治措施

2.1 10 kV不接地系统继电保护装置灵敏性较差[1]

以上3起事故，都属于不接地系统发生单相接地故障后导致的相间弧光短路扩大事故。虽然各变电站10 kV系统都配置了相应的小电流选线和消弧消谐装置以及零序过电流保护，但是在事故发生后继电保护装置都未能准确可靠地动作或者报警，主要是因为10 kV不接地系统发生单相接地故障后，系统的接地电容电流较小，继电保护装置采集到的零序电流很难达到零序过电流保护的动作值；另外，系统配置的小电流选线装置也不能够准确选出故障线路，导致10 kV不接地系统发生单相接地故障后的故障查找工作难度极大。如果发生电缆单相接地故障后不能够及时切除故障点，很容易在电网薄弱点诱发另一点接地，进而形成相间短路故障，导致故障扩大。电缆的绝缘击穿故障大部分是由单相接地故障引起的。在10 kV不接地系统中发生单相接地故障时，虽然能不间断供电,但也存在许多问题,特别是发生间歇性电弧接地时,接地相对地电压可能升高到相电压的2.5～3.5倍,极易引发电缆着火爆炸，进而导致发生短路故障[1]。鉴于10 kV电缆单相故障的频繁发生容易引起大面积停电事故，氯碱企业应高度重视电气继电保护装置灵敏性提升工作。对于接地电容电流小于10 A的10 kV不接地系统，须对小电流选线及消弧、消谐装置进行优化改造，重新选择使用选线准确率较高的产品。另外，对于接地电容电流大于10 A的10 kV不接地系统，建议将其改为经非线性电阻接地系统，利用高灵敏度的零序保护及时动作切除故障线路，使系统恢复正常。

2.2 电缆制作工艺及质量验收缺少标准

导致电缆头绝缘击穿故障的关键因素是电缆头的制作质量，而电缆头制作人员的技术水平和制作态度直接决定了电缆头的制作质量和使用寿命[2]。

虽然302变电站12#空压机电动机本体高压电缆头是由电缆头制造企业技术人员制作的，但是，仅使用1年就再次发生绝缘击穿故障，同时也说明在验货时氯碱企业个别电气人员未执行质量验收标准，没有控制施工质量。因此，氯碱企业应该培训和提高企业内部电气专业人员的技术水平。只有氯碱企业的运行和维护人员的专业技术过硬，才能控制并不断提升电缆头的制作质量，延长电缆头的使用寿命。

2.3 电缆头接线不规范

在电缆头安装过程中，接线人员往往会因为空间环境因素的影响而对电缆头进行较大的弯曲和扭转，从而造成电缆主绝缘机械性损伤。虽然耐压试验可以通过，却大大缩短了电缆头的使用寿命。因此，在电缆头接线时，一方面要注意不能使其受力过大，另一方面也不能交叉接线或者使某相电缆与柜体外壳距离太近。

2.4 隐患风险的分析和整改

通过对307变电站连续发生的两起电缆头绝缘击穿事故调查，发现该氯碱企业存在对电气隐患风险分析不到位、整改不及时和不彻底的问题。

2019年3月20日，307变电站5#动力变10 kV电缆头绝缘击穿事故之前，虽然电气巡检人员已经发现了5#动力变本体10 kV电缆头在运行过程中存在电晕及绝缘材料老化的现象，但因电气人员对此隐患风险分析不到位，并没有引起足够的重视，未能及时消除隐患，最终引发大面积停电事故。

2019年4月3日，307变电站11#空压机电动机本体10 kV高压电缆头绝缘击穿短路，引起本段所带的6台动力变低压开关欠压保护动作的直接原因是低压进线开关中的欠压线圈未按照企业要求拆除，而拆除所有动力变低压开关欠压线圈的技术方案是在307变电站2018年发生同类事故时就已经明确规定的，却由于工作任务落实不到位，整改不彻底，导致同类事故的再次发生。

因此，电气专业必须要受到企业的重视，并要加强隐患的整改力度，以免在电力系统运行过程中，由于隐患整改不及时而导致同类电气事故的重复发生。

3 10 kV电缆头附件和制作工艺[2]

3.1 电缆附件产品类型的选择

目前使用较多的中低压电缆附件产品种类主要有热收缩附件、预制式附件和冷缩式附件。热收缩附件的主要优点是轻便、价格便宜，但是热缩附件的零部件多，制作较麻烦，尤其加热温度、加热均匀程度是制作成败的关键，所以对制作人员的技术水平要求较高。热收缩附件在制作和使用过程中，一定要保证应力管的电性参数达到标准方能可靠工作。

预制式附件的主要优点是材料性能优良，安装简便快捷，无须加热即可安装，使得界面性能得到较大改善，且其零部件较热缩型略少，制作工艺较热缩型稍简单，但是对电缆绝缘层外径尺寸要求较高、过盈量过小的电缆附件将会出现故障；过盈量过大，电缆附件安装非常困难。特别是在中间接头上的问题较为突出，安装既不方便，又常常成为故障点。

与预制式附件相比，冷缩式附件的安装更方便，只须在正确位置上抽出电缆附件内衬芯管即可安装完工，对制作人员的技术水平要求不高，所使用的材料从机械强度上说比预制式附件更好，对电缆的绝缘层外径尺寸要求也不是很高，只要电缆附件的内径小于电缆绝缘外径2 mm就完全能够满足要求。因此，冷缩式附件已成为中低压以及高压电缆采用的主要形式，其使用寿命可达到30年之久。

3.2 电缆端部主绝缘层制作和处理方法的选择

在制作电缆终端头时，电缆端部主绝缘层可以不用削成铅笔头形状。如果电缆绝缘端部需要与接线金具之间包绕密封带，通常将绝缘端部削成锥体，以保证包绕的密封带与绝缘部分很好地粘合。

在制作中间接头时，如果所使用的接头为冷缩接头时，绝缘端部无须削成铅笔头形状。因为在冷缩电缆接头内的中间部分都有一根屏蔽管，该屏蔽管只比连接管稍长，如果电缆绝缘削成锥体，锥体的根部将离开屏蔽管，连接管部分的空隙将不会被屏蔽，从而影响接头的性能，造成接头在中部击穿。如果所使用的接头为热缩型，绝缘端部必须削成铅笔头形状，即制成反应力锥，同时必须将锥面用砂带抛光。锥面的长度远大于绝缘端部直角边的长度，因此沿着锥面的切向场强远小于绝缘直角边的切向场强，所以沿锥面击穿的可能性大大降低，由此提高接头的安全运行性能。