赖泽彬，罗镇城，张水龙，吴文轩，林绍斌

（中核国电漳州能源有限公司，福建漳州 363000）

0 引言

电力电缆GIS（Gas Insulated Switchgear，气体绝缘开关）终端用于电力电缆与GIS 设备的连接用。一般用于110 kV 及以上电压等级，35 kV 及以下电压等级不采用，因为35 kV 电压等级没有GIS 设备，所以就没有35 kV 及以下电压等级的电力电缆GIS 终端。

电力电缆GIS 终端，外面是环氧绝缘套，环氧绝缘套里面是处理好的电缆及电缆应力锥，环氧绝缘套安装在GIS 设备的套筒里，环氧绝缘套与GIS 套筒之间的空间里充满了SF6（六氟化硫）气体用于增强绝缘，一般内外是完全隔离的（极少部分内外是通路）。环氧绝缘套顶部是导电触头，目的是将电缆线芯导体与GIS 设备母线导体在电气上进行连通。如图1 所示，电力电缆GIS 终端用于连接高压电缆与变压器设备或者高压电缆与GIS 设备。

图1 电力电缆GIS 终端

1 某核电厂室外220 kV 电缆终端击穿事件描述

某核电厂2019 年12 月8 日09：17，1#、2#主控触发6.6 kV 母线9LGR001TB 开关柜故障、1LGB/2LGC 母线开关柜故障、慢切装置闭锁报警，1#辅变跳闸。现场检查发现1#辅变高压侧220 kV 电缆终端C 相损坏严重，需重新制作新电缆终端。图2为此次发生绝缘击穿的电缆终端。

图2 绝缘击穿的电缆终端

2 220 kV 电缆终端击穿原因分析及处理过程

2.1 事件处理

由电气厂家进行此次电缆终端接头的制作。此次电缆终端头的制作，前期准备2 d，现场制作耗时1 d，电缆终端头与GIS 设备之间的连接耗时1 d，于2019 年12 月12 日7时完成送电，目前运行良好。

此次故障处理大致分为5 个步骤：

（1）破开C 相电缆封堵，核实电缆余量，打开电缆沟盖板，将电缆整体向辅变侧移动，留有足够余量进行新电缆终端头制作。

（2）查找电缆击穿点，将击穿点以上的电缆截掉，图3为截下的电缆和击穿点。

图3 截下的电缆和击穿点

（3）电缆终端头制作。主要工序：①电缆及护套切割；②金属屏蔽层处理；③压接电缆出线杆；④电缆绝缘层处理；⑤应力锥安装；⑥导体密封；⑦最终装配和充油。

（4）SF6气体回充。用真空泵对气室进行抽真空至133 Pa以下；停止抽真空，静置3 h，要求3 h 压力变化不大于133 Pa；再次进行抽真空，每个气室抽0.5 h 以上；用微水测试仪对准备补充的新SF6气体进行含水量测量，含水量低于10-4（100 ppm）才可使用；充气前，使用新SF6气体对充气管道进行冲洗，排净管道中的空气；抽真空合格后的气室进行SF6气体回充，充至0.42 MPa；充气结束后，对气室阀门、连管处进行检漏；检漏无异常，静置24 h；读取气室压力，测量微水含量应低于2.5×10-4（250 ppm）；检查确认各气室阀门处于开启状态，自封接头保护帽拧紧。

（5）电气试验。对变压器高压绕组进行绕组变形试验；使用2500 V 兆欧表测量电缆主绝缘，时间1 min，测量完充分放电；解开过电压保护器与外护套的金属连接片，用1000 V 兆欧表测量过电压保护器绝缘电阻，其值应＞10 MΩ；解开TD 厂房侧电缆终端接地端子箱中的外护套接地线；用500 V 兆欧表分别测量A、B、C 三相电缆外护套的绝缘电阻，时间1 min，其值应＞0.1 MΩ；恢复外护套接地线以及过电压保护器连接片。

2.2 原因分析

通常情况下，当电缆系统有故障发生后，故障的放电过程会毁损几乎全部的原始证据，往往导致很难给出唯一或者精确的原因，本案例亦不例外。但结合故障现场情况以及综合考虑产品的设计及其原理，分析本次故障可能是以下一些因素造成，也可能是多种因素综合造成：

（1）环境温度低。环境温度短期内变化大，线路负载低，导致终端内部的油压很不稳定，甚至可能产生偏高的负压，从而在某些高电场区域产生微小的气隙，在高电压作用下可能激发局部放电，不断发展后最终产生击穿故障。

（2）产品在使用接近10 年后出现一定程度的老化，其综合性能会有一定下降，不排除在恶劣的工况下某些薄弱区域激发放电，并最终导致故障。

（3）为避免不必要的争端，高压电缆系统行业内约定成俗地认为电缆终端内部的故障，电缆制造厂一般不会对此担负相关责任。但本次故障的击穿点位于高电场应力锥区域的上方，虽然可能性较低，但理论上不完全排除电缆自身的原因。

（4）虽然可能性不高，但不完全排除该电缆终端安装时在击穿通道区域留有污染物或损伤，长期运行下累积放电并发展成故障。GIS 终端一般也叫户内终端，这类终端的主要应用场合在户内。但由于福清核电的GIS 放置于户外，其配套的GIS 电缆终端工况属于相对恶劣的情况，在极端情况下有一定的可能性会导致故障。

3 结束语

此次电缆终端头的制作，前期准备两天，主要涉及密封圈的准备、与厂家核实材料是否齐全、人员出入证的办理和动火证和临时用电申请等流程；现场制作耗时1 d，需要做好现场人员的管理，现场制作环境应该尽可能干净，配合好厂家进行电缆头制作，现场遵守好规章制度，注意用火安全；电缆终端头与GIS 设备之间的连接耗时1 d，现场应协调好电缆头制作厂家、GIS 厂家的配合，做到分工明确，高效率作业，承包商做好配合工作，于2019 年12 月12 日7 时完成送电，目前运行良好。

考虑到核电相关产品的高可靠性要求，结合已经发生一次故障的现实，某核电厂后续可能对这批次产品进行升级改造，将油浸式电缆终端头更换成干式GIS 终端产品以消除可能存在的安全隐患；在条件允许的情况下，可对当前的电缆回路进行在线局放测量，根据在线检测结果进行更有针对性的评估或者定期进行局放测量检查。