110 kV干式柔性戶外電纜終端常見問題分析

姚舜禹

(國網河南省電力公司鄭州供電公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

對于110 kV 電纜，常見的戶外終端有油浸復合套管式和干式柔性兩種類型[1-3]。相比于油浸復合套管式電纜終端，干式柔性終端具有如下優勢：一是制作方便[4]，可以在終端塔下制作，然后進行吊裝，相比需要在檢修平臺上制作的油浸復合套管式電纜終端，更容易獲得較好的制作環境，可以有效避免環境對終端制作質量的影響；二是結構簡單，制作快捷，其終端采用整體預制，不需要分開安裝應力錐和套管[5]，也不要灌油，大大縮短了制作時間；三是干式柔性終端沒有填充絕緣劑，因而運行中不存在漏油的可能性[6]。

對干式柔性戶外電纜終端進行分析和研究存在現實意義：一方面，目前許多地區仍有在運電纜線路采用戶外干式柔性終端，如果出現故障或缺陷，需要進行處理，受到終端塔型的限制，可能仍需要安裝同類型終端；另一方面，電纜附件的結構仍處于不斷優化的過程中，對在運電纜附件類型常見問題進行分析有利于揚長避短，開發出更科學的電纜附件。下面先對兩種類型的干式柔性戶外電纜終端結構進行介紹，然后通過現場案例，分析干式柔性戶外終端在制作和吊裝過程中可能引起缺陷和故障的常見問題。

1 結構介紹

干式柔性戶外電纜終端采用整體預制工藝，外絕緣和應力錐預制在一起，無需分開安裝。常見有尾管和無尾管兩種類型。不同廠家的終端結構稍有差異，但大體相似。

有、無尾管的干式柔性戶外電纜終端外觀相似，但內部結構有所差異。對于有尾管的干式柔性戶外電纜終端，終端主體下端內部有一凹槽，可將尾管卡在其中，尾管和金屬護套之間采用封鉛方式進行密封。對于無尾管的干式柔性戶外電纜終端，需要嚴格按照預先標記的定位線安裝終端主體，靠抱緊力保證終端主體不下滑，并且由于沒有尾管，無法進行封鉛，一般用環氧泥進行密封。

2 案例分析

2.1 制作問題

110 kV W 線電纜為區政府自行組織施工，采用無尾管的干式柔性終端。起止點為11 號至12 號電纜終端塔，電纜全長844 m。

某年4 月，W 線C 相跳閘，巡視發現W 線11 號電纜終端塔上終端擊穿。將故障終端從塔上卸下，發現終端末端存在一個擊穿孔，從孔中可以看到裸露的線芯。

對故障終端進行解剖，發現故障位置位于絕緣屏蔽層斷口附近。斷口處出現明顯豁口，仔細觀察發現是絕緣屏蔽層翻折導致，應是故障瞬間高溫導致斷口處絕緣屏蔽層和絕緣層脫離并翻折。翻折前的絕緣屏蔽層斷口與應力錐部分的搭接位置如圖1中位置1 所示，而設計的正確搭接位置應該在圖1中位置2 處。

圖1 應力錐與絕緣屏蔽層斷口搭接情況實物

經現場及解剖鑒定發現，應力錐與絕緣屏蔽層斷口搭接位置與設計位置偏差過大是導致本次事件的主要原因。

經測量，應力錐半導電部分與絕緣部分的分界線(位置3)與電纜絕緣屏蔽層斷口(位置1)實際搭接約10 mm，實際搭接位置(位置1)與設計搭接位置(位置2)偏差約30 mm，臨近應力錐設計允許臨界位置。

安裝人員在套入整體預制橡膠絕緣件之前，沒有在電纜上做好定位標記，或者標記尺寸不正確，導致套入過深，絕緣屏蔽層斷口與應力錐搭接位置比正確位置靠上。絕緣屏蔽層斷口附近是應力最集中的位置，應力錐中半導電部分的形狀是根據該位置周圍各處場強情況對應設計的，按照正常尺寸搭接，才能夠準確實現應力控制。當尺寸搭接錯誤，應力錐控制場強的效果變差，絕緣屏蔽層斷口附近的應力仍較為集中，在長期運行過程中，該位置絕緣逐漸劣化，最終導致徑向擊穿。

2.2 吊裝問題

某年7 月，110 kV Q 線B 相故障，巡視發現Q 線1 號電纜終端塔B 相上終端擊穿。110 kV Q線電纜段起點為站內終端，終點為1 號終端塔，電纜長度1 020 m。故障終端采用有尾管的干式柔性終端。

處在三角形OAB區域的P6，是一種低成本低功能的價值溢出狀態，表明高校較少的資源投入得到了遠高于其投入的回報，需要鼓勵和加大投入，使其保持這樣高效率的狀態。

將故障終端從塔上卸下，發現終端應力錐位置有擊穿痕跡，整體預制橡膠絕緣件末端部分燒毀。

對故障終端進行解剖，發現故障位置位于絕緣屏蔽層斷口附近，斷口以下的絕緣屏蔽層已與絕緣層脫離，應是故障瞬間高溫導致斷口處絕緣屏蔽層和絕緣層脫離。脫離前的絕緣屏蔽層斷口位置如圖2 中位置1 所示，而設計的正確搭接位置應該在位置3，電纜絕緣屏蔽層斷口的位置比設計正確位置下移約35 mm，甚至低于應力錐內部凹槽下沿，即應力錐半導電部分未搭接上電纜本體絕緣屏蔽層斷口。

經現場及解剖鑒定發現，應力錐與電纜絕緣屏蔽層斷口錯位是導致本次事件的主要原因。絕緣屏蔽層斷口附近是場強最集中的位置，因此需要利用應力錐來實現場強控制，而此終端的應力錐半導電部分沒有搭接上電纜絕緣屏蔽層斷口。絕緣屏蔽層斷口附近場強集中，在長期運行過程中，該位置絕緣逐漸劣化，最終導致徑向擊穿。

經測量，電纜絕緣屏蔽層剝切尺寸與工藝要求一致，因此可以排除制作工藝錯誤導致終端應力錐的半導電部分沒有搭接上電纜絕緣屏蔽層斷口的可能性。

該終端上塔吊裝時采用電纜護套牽引方式，即吊裝過程中主要由電纜護套承受上塔牽引力作用，電纜終端塔呼程高30 m，B 相終端距地面高度約為38 m。對于截面積為1 200 mm2的單芯銅芯電纜，每米質量約為17 kg，電纜終端約30 kg。

通過計算可知電纜及終端吊裝重量為6 623 N（質量676 kg），采用電纜護套牽引方式吊裝時的金屬電纜鋁護套因受力會發生彈性變形，造成鋁波紋護套有一定程度的延展(約為0.2 %)。同時，因為鋁護套與纜芯連接不密實，存在縫隙，吊裝時鋁護套會發生滑動。

而該終端為帶有尾管的干式柔性終端，其橡膠絕緣件尾端內部設計有凹槽，容納尾管，使尾管上沿正好可以抵在凹槽下沿，使絕緣件無法下滑。當鋁護套出現延展，并與纜芯產生滑動時，鋁護套會通過金屬尾管推動整體預制橡膠絕緣件向頂部壓縮，造成安裝尺寸發生變化。

吊裝導致應力錐錯位的情況，不只出現在帶有尾管的干式柔性終端，在實際工作中，沒有尾管的干式柔性終端也出現過類似情況。

3 防范措施

結合以上現場案例，針對戶外干式柔性終端在制作和吊裝過程中可能引起缺陷和故障的常見問題，提出以下防范措施。

1) 全面加強附件安裝質量管理，充分發揮監理人員的職責，明確附件安裝責任劃分、人員資質要求、現場裝備要求、現場準入要求、附件制作要求、檔案管理以及考核評價規定。嚴格審查附件安裝人員資質，安排合理工期，關鍵環節需錄制影像資料存檔或派專人旁站監督。建立合格的服務商和優秀附件制作人員名單，減少因安裝質量而造成的跳閘事件。

2) 運維單位嚴把驗收關，嚴格按照規程要求開展各項交接試驗，制訂驗收卡，詳細列出驗收要點，驗收人員需逐項檢查并作出評價，并將驗收卡留檔備查。加強用戶自建項目隱蔽工程的驗收，關鍵環節不能提供影像資料的需進行返工。

3) 對于整體預制終端，應采用多點固定式吊裝方式進行吊裝。多點固定式吊裝方式主要受力物體為電纜線芯，為防止吊裝過程中接線端子脫落而導致電纜掉落，在電纜終端尾部及電纜本體處各剛性固定一個點。多點固定式吊裝工具由吊環、吊裝桿、電纜固定夾、高強度螺栓組成，為全預制鋼結構構架，很好地解決了高落差、大截面電纜的吊裝問題，尤其是干式柔性終端地面制作后吊裝造成電纜金屬護套彈性變形和延展問題。

4) 為避免戶外干式柔性終端安裝高度過大導致電纜外護套和鋁波紋管拉伸變形，禁止使用超高塔型，吊裝前做好安裝標記，吊裝后復核尺寸，防止出現較大移位。另外，建議吊裝后再進行電纜主絕緣交流耐壓試驗。

4 結論

介紹了有尾管和無尾管兩種干式柔性電纜終端的結構，結合兩起現場案例，分析了干式柔性電纜終端出現缺陷或故障的一些原因。

1) W 線C 相電纜終端擊穿，原因是安裝過程中應力錐與電纜絕緣屏蔽層斷口搭接過深。

2) Q 線B 相電纜終端擊穿，原因是吊裝過程中應力錐與電纜絕緣屏蔽層斷口錯位。

針對以上問題，提出采用加強附件安裝質量管控、多點吊裝以及避免采用超高塔型等措施，盡可能避免戶外干式柔性終端出現缺陷和故障。