交聯電纜故障測試儀附件發熱的原因及防范措施

摘要：電纜附件在長期運行中的溫升特別嚴重，因此針對交聯聚乙烯電纜附件的各種故障，要及時采取相應的對策和措施，消除附件的故障隱患。該文對交聯聚乙烯電纜附件的運行狀況、發熱的故障原因及如何提高其質量等方面進行了闡述。

關鍵詞：電纜接頭；電纜附件；交聯電纜；接觸電阻

交聯聚乙烯電纜（以下簡稱交聯電纜）具有散熱性能好、通流能力大和制作安裝方便等優點，目前在電力、水利等行業中得到了廣泛應用。由于交聯電纜的載流能力強，電流密度大，故對導體連接質量的要求更加嚴格，對電纜附件要求機械的、電氣的條件日益提高。

1 交聯電纜附件的運行狀況

電纜附件是電纜線路中各種電纜接頭和終端的總稱，電纜接頭是電纜與電纜相互連接的裝置；電纜終端是電纜線路末端用于與其它設備的電氣連接的裝置，起著電路暢通、保證相間和相對地絕緣、密封和機械保護等作用。電纜在水利和電力系統中運用十分廣泛，其完好的附件對機電設備的**、經濟、可靠運行和**供電非常重要。經實際運行證明，設計良好、安裝合理的電纜附件在大多數情況下是可以長期使用的。但交聯電纜由于載流能力強，通流密度大，對導體連接質量的要求更加嚴格，對附件要求機械的、電氣的條件日益從嚴，且越來越高。特別是10kV電動機用電纜，其接頭經常受到很大的熱應力和巨大的短路電流的影響，所以電纜附件與電纜一樣是不可缺少的電力部件，是與電網**運行密切相關的產品。目前交聯電纜在國內外已普遍使用，但還存在著一些問題，隨著技術的發展、附件配套質量的提高、工藝的完善，交聯電纜將具有廣闊、深遠的發展前景，日益具有替代油紙絕緣電纜的趨勢。

2 交聯電纜附件發熱的故障原因分析

由于電纜附件種類、形式、規格較多，質量參差不齊，施工人員技術水平高低不一，附件運行方式和條件各異，致使其發生故障的原因各不相同。總之，交聯電纜附件發生故障的主要原因是與導體連接質量的好壞有關。交聯電纜允許的運行溫度高，附件發熱就顯得非常突出。接觸電阻過大、溫升加快、發熱大于散熱，促使接頭的氧化膜加厚，又使接觸電阻增大，溫升更快。如此惡性循環，使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路，引起爆炸燒毀。通過對多起交聯電纜附件故障的分析、處理，總結了造成接觸電阻增大的主要原因。

2.1 壓力不夠

在電纜附件的標準制作圖中，相關資料大多只提到電纜連接時每端的壓坑數量，而沒有詳述壓接面積和壓接深度，施工人員按要求壓夠壓坑數量，但效果如何無法確定。接觸電阻的大小與接觸力的大小、實際接觸面積的大小及與使用壓接工具的出力噸位有關。造成導體連接壓力不夠的主要原因。

2.1.1 壓接機具壓力不足

近年來壓接機具生產廠家較多，管理混亂，沒有統一的標準，極易出現壓坑窄小、壓接到位后上下壓模卻不能嚴密吻合等缺點；還有一些廠家購買或生產國外類型壓鉗，由于執行的是國外標準，與國產導線標稱截面不相適應，壓接質量就難以保證。

2.1.2 連接金具空隙大

現在多數單位對交聯電纜附件使用的連接金具，還是按扇型導線生產的，適用于油紙電纜的端子和壓接管。由于交聯電纜導體是緊絞的圓型線芯，與常用的金具內徑有較大的空隙，壓接后達不到足夠的緊密度，接觸電阻因此大增。

2.1.3 假冒偽劣產品質量差

假冒偽劣金具不僅材質不純，外觀粗糙，壓接后易出現裂紋，而且規格不準，有效截面與**相差很大，根本達不到壓接質量要求。在正常運行情況下發熱嚴重，負荷稍有波動必然發生故障。

2.2 施工工藝不佳

主要是指電纜施工人員在導體連接時的工藝技能問題。

2.2.1 連接金具接觸面處理不佳

無論是接線端子或連接管，由于生產或保管的條件影響，管體內壁常有雜質、毛刺和氧化層存在，鋁表面極易生成一層堅硬而又絕緣的氧化鋁薄膜，使鋁導體的連接比銅導體的連接更加麻煩。造成連接發熱的主要原因除機具、材料性能因素外，關鍵是工藝技術和責任心。施工人員不了解連接機理，沒有嚴格按照工藝要求操作，就會造成連接處達不到要求的電氣和機械強度。運行證明當壓接金具與導線的接觸面愈清潔，在接頭溫度升高時，所產生的氧化膜就愈薄，接觸電阻就愈小。

2.2.2 導體損傷

交聯電纜絕緣層強度較大剝切困難，施工人員使用電工刀盲目切削，有時干脆用鋼鋸環切深痕，往往由于掌握不好而使電纜芯線損傷。剝切完畢雖然不很嚴重，但在線芯彎曲和壓接蠕動時，會造成受傷處導體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易發現，但因截面減小而引起嚴重發熱。

2.2.3 導體連接時線芯不到位

導體連接時絕緣剝切長度要求為壓接金具孔深+5 mm，但因產品孔深不標準，易造成剝切長度不夠，或壓接時因串位而使導線端部形成空隙，導致此處的電場分布極不均勻，在澆注絕緣材料時也很容易混入空氣和水分。對單相電纜在高次諧波和過電壓作用下，如果作用時間足夠長，破壞強度足夠大，就有可能在絕緣層里產生泄漏電流，甚至會發生局部放電現象，使絕緣層的溫度升高；對三相電纜在三相負荷極不平衡時，上述現象也會發生。

2.3 散熱不好

對于常見的繞包式接頭，不僅繞包絕緣較交聯電纜絕緣層厚，而且外殼內還注有混合物，即使是*小型式的熱縮接頭，其絕緣和保護層也比電纜本體增加了一倍多，這樣無論哪種型式的接頭均存在散熱難問題。目前電纜附件絕緣材料的耐熱性能較差，J-20橡膠自粘帶正常工作溫度不超過75 ℃，J-30 也僅為90 ℃，熱縮材料的正常使用溫度為-50～100℃，當電纜在正常負荷運行時，附件內部的溫度可達100 ℃；當電纜滿負荷時，附件溫度將高達140℃左右。當溫度再升高時，附件接頭處的氧化膜加厚，接觸電阻隨之加大，在一定通電時間的作用下，附件的絕緣材料碳化為非絕緣物，導致故障發生。

綜上所述：增加連接金具接點的壓力、降低運行溫度、清潔連接金屬材料表面、改進連接金具的結構尺寸、選用上等標準的附件、嚴格施工工藝是降低接觸電阻的幾個關鍵因素。

2.4 截面不足

環境溫度為25 ℃時，交聯電纜與油紙電纜的允許載流量見表1。

表1 交聯電纜與油紙電纜的允許載流量（Ａ）

-(www.chinapower.com.cn)

可見：用YJV22-3×50交聯銅芯電纜可以替代ZQ2-3×120油紙銅芯電纜，且前者的允許載流量比后者還大3A；用YJLV22-3×50可以替代ZLQ2-3×120，而前者的載流量比后者大3A。即50mm2交聯電纜與120mm2油紙電纜的載流量基本相同，或者說50mm2交聯電纜應用120mm2的金具連接才能正常運行。所以連接金具截面不足將是交聯電纜接頭發熱嚴重的一個重要原因。

3 提高交聯電纜附件質量的措施

由于交聯電纜附件所處的環境和運行方式不同，所連接的電氣設備及位置不同，電纜附件在材質、結構和安裝工藝等方面有很大的選擇余地，但各類附件所具備的基本性能是一致的，所以應加強以下幾項措施來提高電纜附件的質量。

3.1 選用能適應使用環境和條件的電纜附件

選用技術先進、工藝成熟、質量可靠、能適應使用環境和條件的電纜附件。對假冒偽劣產品必須堅決抵制，對新技術、新工藝、新產品應逐年逐步推廣使用。

3.2 選用能**可靠運行的連接金具

采用材質優良，規格、截面符合要求，能**可靠運行的連接金具。對于接線端子，盡可能選用堵油型，因為這種端子一般截面較大，能減小發熱和有效解決防潮密封等問題。連接管應采用紫銅棒或1#鋁車制加工，規格尺寸以與交聯電纜線芯直徑相配合為宜。

3.3 選用壓接效果滿足技術要求的壓接機具

選用壓接噸位大、模具吻合度高，壓坑面積足，壓接效果滿足技術要求的壓接機具，做好壓接前的界面處理，并涂敷導電膏。

3.4 選用能勝任電纜施工安裝和運行維護的電纜技術工人

培訓技術好、工藝熟練、工作認真負責、能勝任電纜施工安裝和運行維護的電纜技術工人。提高施工人員對交聯電纜的認識，增強對電纜附件特性的了解，研究技術，改進工藝，完善施工規范，加強質量控制，以保證電纜的**運行。

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