10kV电缆分支箱故障分析

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　　摘要：文章对电缆分支箱故障进行了分析，指出分支箱双通套管内部质量问题是产生故障的主要原因。根据分析，对已投运的分支箱采取更换套管的措施，并对电缆分支箱施工提出了建议。
　　关键词：电缆分支箱 故障 分析
　　0 前言
　　 在城市化建设中，电力电缆正以其特有的占地小、相对安全、供电可靠等诸多优点飞速发展，高压电缆分支箱作为配电的重要配套设备，有效解决了电缆分接问题及以全绝缘、全密封、耐腐蚀、免维护、体积小、结构紧凑、安装组合灵活多变、环境美化的特点[1]而被广泛使用。高压分支箱连接电缆终端的施工工艺、连接点接触质量，分支箱本体连接套管的绝缘等因素，直接关系到线路的安全运行。
　　1 设备概况及故障
　　 2010年初，我公司处理一个10kV电缆的运行故障，敷设两回YJV22-18/20-3*240电缆，电缆单长约1.5km，沿同一通道走向，每回线路使用分支箱4个，分支箱为国内某名牌厂家（这里称A厂）生产。电缆投运约一个星期，第一回线路2#分支箱出现故障，故障点在B相套管。见图1，2示。
　　
　　
　　图1 故障分支箱图2分支箱故障套管
　　 初步分析可能是安装质量问题引起，那时公司里没有A厂的10kV分支箱，因时间紧，只得把另外一个厂家（这里称B厂）的设备换上。经检查,A、C两相绝缘套筒只是被熏黑，其它完好， B相（故障相）电缆终端，除了绝缘套筒被烧坏外，电缆绝缘、应力锥部分完好，线耳没被灼伤，更换了被烧坏的绝缘套筒，并进行简单处理后，直接安装上设备，经检测合格，送电正常。过了约半个月，第二回线路3#、4#分支箱出现同样的问题，故障点分别出现在C相、B相，经过讨论，决定用B厂的分支箱更换，用同样的办法处理，送电正常。
　　2 10kV分支箱的组成部分
　　（1）箱体外壳。它主要用来保护内部组件免受外界的侵扰和损害，防止污秽及雨水渗入，承担外界的撞击，因此它应有足够的机械强度和良好的密封及防腐性能。箱体外壳对材料的选用要求较高，通常由厚度在2mm以上不锈钢板折弯后，再经过焊接组装成一个密封室。箱体外壳底座是采用10#槽钢焊接组成的，之后还需经过热镀锌加工处理。
　　（2）硅橡胶预制式电缆接头。它主要是用来与电缆终端金属连接并为各电缆分支分配电能，它应能承受短时间的各种过电压，并应具有良好的绝缘性能和耐热性能。它选用的主材硅橡胶是一种高绝缘材料，它首先采用特种成份配方，然后通过HTV工艺方法制成。
　　 (3）应力锥。应力锥主要用来在电缆屏蔽处形成阻抗，有效地解决电缆切断后所产生的电场畸变，同时改善电力线分布，疏散电场应力集中并使电场均匀。它应具有匹配的电阻率和介电系数，材料采用硅橡胶和半导体应力单元，其构造是根据切断电缆后形成的电场应力分布来设置的。
　　 (4)双通套管(母线)。它主要是用来与电缆接头连接并传输电流的，须具有良好的导电性能。其芯部采用导电性能良好的紫铜，并在母线外附加一层屏蔽网，采用环氧树脂真空浇注成一个全密封和全绝缘的结构整体。
　　 3 故障分析
　　 分支箱出现故障，由分支箱本身原因引起极少，很多情况下是电缆附件故障[2]或施工质量问题[3]引起，比如电缆头安装不到位引起故障，电缆头的线耳与出线套管端面接触不良导致发热引起故障，施工过程中电缆三心分相存在问题致使套管受力而漏气引起故障，电缆终端开剥尺寸不正确造成电缆接头故障。
　　 2#分支箱出现问题，现场检查发现，该分支箱基础约1.1m深，开剥长度不够，因为电缆很粗，终端T型头与套管连接时，需要几个人同时搬动，难免电缆对套管产生一定的应力而受伤，安装后电缆下端没有固定，会对套管有一定的推力或拉力，其中一相套管受力可能较大导致漏气。3#分支箱基础深度与第一回线路2#分支箱差不多，不过，4#分支箱基础深度约2m,故障原因需要深入分析。
　　 仔细检查了发生故障的2#、3#分支箱各部分，其中，发现双通套管中间固定用的1cm厚底盘有一条细小的缝隙。按照规定，双通套管环氧树脂材料必须是一个全密封结构整体，套管出现缝隙，说明在浇注过程中出现问题，解剖损坏的套管发现几个现场。
　　 (1)屏蔽环到环氧树脂最里层平均厚度约1.7cm，不过，由于内有气泡，屏蔽环到最里层最薄处约0.5cm（见图3）；
　　 (2)熔化的导电铜杆发生在屏蔽环内,导电杆熔化一侧的环氧树脂有气泡孔（见图4）；
　　 (3)环氧树脂与导电铜杆有一条2.0cm*0.3cm左右的缝隙（见图5）； (4)导电铜杆中间部位有一块凹痕(见图6),导致该处电场畸变。
　　
　　
　　 以上分析说明，分支箱故障主要是双通套管内有放电现场及绝缘厚度不够所致。
　　4 结语
　　 通过讨论分析，双通套管质量问题主要引起了分支箱故障，为了保证设备安全运行，经与分支箱厂家（A厂）协商，利用一次停电机会，我公司配合，由A厂派出技术人员，免费把另外11个没有出现故障的分支箱套管更换处理。检查更换下来的套管，发现有小缝隙的底盘处有放电发黑迹象，厂家更换的套管绝缘厚度加大，浇筑成一个全密封结构整体。处理后的设备至今运行约一年，运行平稳、安全。这些现象从侧面反映了套管问题。
　　 另外，施工必须按照有关技术规范进行，保证分支箱基础深度，搬动电缆不能损伤绝缘套管，安装在分支箱基础底部的电缆必须固定，避免电缆对分支箱套管产生推力、拉力等等。同时，对厂家来说，生产一种新电压等级设备，必须从多方面技术探讨，合理配套各项要素组合，尤其绝缘性能的组合[4]与研究，不能因为市场的突然需求而过于简单分析就急忙上马生产或为了降低成本而降低分支箱的绝缘性能。
　　参考文献：
　　[1]郭永利.电缆分支箱的安装与应用[J].农村电气化,2006(9):27-28
　　[2]周丹,陈忠革,史耀政.欧式电缆头的常用安装方式及比较[J].电力/电气化,2010(6):117-119.
　　[3]陈旗展.电缆分接箱预制式电缆附件施工中存在的问题及防范措施[J].农村电气化,2005(6):38-39.
　　[4]杨荣凯.国内电缆分接箱的技术现状与发展建议[J].高电压技术,2005,31(3):86-87.
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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