国网浙江江山市供电有限公司 上官宏晖

电缆的使用为电力建设的稳定发展提供了极大的帮助。电缆起到了输电的作用，一旦电缆系统出现故障将会导致终端用户无法正常使用电力能源，严重者还会造成配套电器的烧毁、火灾等事故的发生，直接威胁到人们的生命财产安全。因此，如何提高电缆系统的系统稳定性，减少以及杜绝电缆和相关附件的故障，是供电企业不断探索的方向和追求的目标。

1 某变电站35kV电缆终端事故经过

新疆某区变电站在2017年10月35kV的2号主变高压侧的隔离开关下的触头A相电缆终端发生绝缘击穿事故，单相出现接地故障。具体现象为：在A相电缆终端上的绝缘击穿了。随着该事故的发生，大约4分钟以后2号主变盘柜下仓的A相和B相支柱瓷绝缘子出现对地的相间短路，引发2号主变差动保护动作，并且双侧的高压断路器出现跳闸，最终造成整个电站出现断电的事故发生[1]。该电站的作用为该地区的水源地提供电源，保证水的运输等民生事业。事故发生之后对当地居民及企业用水造成极大不便，

2 35kV电缆终端故障引起全站失电事故原因分析

由于是电缆出现问题，最开始对电缆质量进行确认，查看电缆直流耐压试验的测试结果和终端接地电阻是否满足规格，确认的结果是满足要求；技术人员又对事故的现场进行详细确认。为进一步分析电路的接地保护动作，建立了模型进行对故障发生原因进行探讨：当A相电缆终端发生击穿的故障造成了单相金属性的接地动作，此时接地电流经过35kV全系统的对地电容电流。由于电流通过的接地点非常狭窄，在燃起时产生可电弧，并引起弧光过电压，使得无故障相的对地电压升高。

在出事故的电缆终端中总共有三根接相，最左端为C相，中间相为B相，在该两相的支柱瓷绝缘子由于受到了被A相发热影响、并从A相掉落下的已经碳化的绝缘层材料的污染，无形中就构建了一个放电通道，从而使得A相和B相产生了对地短路，并造成2号的主变差动保护动作和两侧的高压断路器发生了跳闸。

从保护的路径以及相应的保护动作来看，是在有效动作内，无异常现象。技术人员的调查重点再一次回到电缆本身。该电缆于2006年开始正式投入使用，迄今为止已有将近11年使用时间，总体上由于电缆本身的设计问题导致故障发生的可能性微乎其微，推测与其使用的环境和工艺的实施可能存在的关系更多一些。

第一，电缆的半导体层和主绝缘层连接处大约为45°的一个斜面，由于半导体层在生产过程中没有严格按照工艺操作要求进行且生产质量的管控缺失，使得主绝缘层和半导体层之间相衔接的地方出现了凹槽，并对主绝缘层和半导体层产生了损伤。当电缆在生产过程中进行热缩的工艺操作时就会在凹槽的地方产生很多气隙，因此造成了气隙处的电场分布不均匀、电场堆积过大的问题[1]。当电流长期在这种情况下运行时就会一直有放电现象发生，并造成电缆的主绝缘性能不断降低。

第二，通过对半导电层进行观察，发现在半导电层的剥离边缘处整边有不光滑平整、切断处也无缠绕半导体带；在主绝缘的表面由于使用暴力剥离半导电层产生了大量的刮伤痕迹，此痕迹表明该主绝缘层的组织上已经受到了损伤。在后期虽有补救措施，比如对痕迹处进行外观的打磨、抛光等，但由于主绝缘层本身属于功能性部位且打磨的工艺比较简单，仍无法有效去除表面的痕迹缺陷。

第三，电缆在安装过程中由于形状不当造成故障的发生。电缆内部导电部分为金属成分，安装电缆时若不是直线布线而是弯曲布线或交叉布线，会导致电缆内部的力产生很大的变化，尤其是在应力集中的地方产生了局部变形；当电缆的卡子卡住电缆线过紧时，会造成电缆的热缩头产生严重的变形，该变形处也为应力集中处；在安装和固定电缆线时，由于半导电口距离电缆的固定钢架位置比较近，在电流通过时会产生涡流。经过长时间的通电运行后不断产生热能并逐渐累积，绝缘层在这样的环境中长时间后会慢慢发生老化现象。

第四，电缆终端处的诸多问题导致故障的发生。电缆的终端采用热缩工艺，从2006年投入运行以来已运行了近11年，本身已产生了老化问题；在电缆安装时，终端不能向电缆本身那样做到较好的热缩，而是在两者相交的地方由于热胀冷缩的原理会造成两者之间形成一定的间隙。长时间的运行中，再加上电缆本身运行的环境，外界的灰尘等污染物通过间隙渐渐渗透到电缆内部，形成了爬电通道，造成绝缘击穿的故障发生。

3 35kV电缆终端故障引起全站失电事故处理措施

对已老化的主变高压电缆进行拆除并重新制作更换。按照验收标准严格实施验收程序，确保试验以及结果满足试验规范。只有验收合格之后才能将该电缆投入使用；由于2号主变盘柜下仓内的支柱瓷绝缘子已被污染，进行更换新品后，并对该区域进行仔细的清理和检查。由于2号的故障点可能会影响到1号的电缆运行，且1号电缆由于和2号属于同期建设，理应也存在电缆老化等一系列问题。因此，要制定科学合理的检查方案对1号主变高压电缆进行确认，包括性能测试、安全隐患的排查和清除，最终确保电缆以及整个系统的安全运行。

为防止由于电缆本身质量的问题带来电缆性能下降而造成的一系列故障，要对电缆的式样设计反复确认，借鉴过往设计的经验并吸取事故的经验教训，提高电缆的设计水平。另外在生产制作过程中要严格按照电缆的技术要求规范，从原材料的购入到内部的工艺、组装等都要严格按照标准执行，只有符合了工艺的要求才能满足设计的要求；电缆终端在安装时也要严格执行安装工艺要求和规范。很多要求和规范也是在多次故障后总结出来的，具有非常实用的意义，必须要严格遵守，杜绝不按照操作规范带来的安全隐患。

通过工艺的提升，优化产品的性能。由于35kV的电缆终端要求比较严格，可通过工艺改善来提高产品的品质。比如，较早之前受工艺技术影响采用的是热缩工艺，由于热胀冷缩的原理，带来的弊端是造成了间隙。如果在常温下或者使用冷缩工艺来制作电缆的终端，那么热胀冷缩造成的间隙问题就不存在了，这也是提升性能的一种手段，确保电缆的终端能够长期稳定的运行。目前有很多公司的电缆已采用冷缩工艺，在间隙方面的改善有了很大进步。

为了进一步提升电缆系统运行时的稳定性，根据所需电缆的最大截面积，若面积在400平方毫米以内则可采用三芯电缆[2]，它的优点在于相位角理论上是120°，通过电流时磁场平衡，故障率也会降低；采用红外热像仪对异常的电缆终端部位和电缆沟内的中间头进行定期的检查确认[3]。根据电缆头的温度变化来分析电缆内部具体的运行工况，及时发现异常并进行处理。该种方法虽然会消耗较多的人力和物力，但对于电缆头的过热缺陷检查具有很好的预测作用，避免电缆在后续持续工作中出现故障而给整个电路带来影响。