一起110kV電纜終端爆炸事故分析

王勇

（南京供電公司，江蘇南京210008）

隨著電網建設與改造不斷深入，近年來交聯電纜已廣泛應用在架空線路改入地、新建變電站出線中。在滿足城市規劃要求的前提下，采用電纜線路可提高供電可靠性。但是由于在制造、安裝、運行各環節上存在的種種問題，電力電纜經過長時間的運行后，可能會發生種種故障，影響電力系統的安全運行，對此，應采取有效的應對措施和方法。本文對南京供電公司2008年10月發生的一起電纜終端爆炸事故進行分析，根據事故原因提出了處理對策。

1 故障情況

南京供電公司110kV鐘光2號線是鐘山變至苜宿園、大光路變電站的饋供線路，電纜總長度為5117m（其中鐘山變至苜蓿園變3148m，苜蓿園變至大光路變1969m），電纜型號為YJLW03-630mm2，終端為瓷套型，投運日期為2002年11月。在日常巡視過程中，電纜終端外觀正常，根據周期性試驗規定，于2006年對該設備進行了周期性試驗，試驗數據合格；在2008年夏季進行的多次紅外測溫中，溫度正常。2008年10月23日9時16分，鐘山變鐘光2號線756開關接地距離I段、方向零序I段保護動作跳閘，重合不成，故障電流5629A。后查為鐘山變內鐘光2號線B相電纜終端爆炸，更換新終端經耐壓試驗合格后于25日恢復線路送電。

2 故障原因分析

2.1 終端結構

此次爆炸的鐘光2號線電纜終端為預制型，內絕緣為合成橡膠預制應力錐，外絕緣是瓷套管，套管與應力錐之間充滿硅油[1]，安裝時將預制應力錐機械擴張后套在電纜的絕緣上，依靠應力錐材料自身的彈性保持應力錐與電纜絕緣之間界面上的應力和電氣強度[2]。110kV交聯電纜預制件結構如圖1所示。

圖1 110kV交聯電纜預制件型終端結構示意圖

2.2 終端解剖

為了確認事故原因，對事故電纜終端進行了解剖，在解剖過程發現：（1）應力錐從上到下、從內到外均完好，無放電痕跡，應力錐外包帶完好；（2）電纜主絕緣有一擊穿孔，直徑約30mm，深達導電芯線，芯線導體有電弧燒的約25mm的洞；（3）電纜本體絕緣表面和終端應力錐對應的內表面無放電痕跡；（4）終端頂蓋上有水漬及銹跡，頂蓋密封槽中的“O”型密封圈按下彈性回復后不能超出頂蓋平面。電纜終端主絕緣、頂蓋如圖2，3所示。

2.3 原因分析

根據解剖情況分析認為，電纜終端密封措施有缺陷是導致事故的主要原因。由于頂蓋密封槽和“O”型密封圈配合存在問題，導致潮氣進入終端內，使終端內產生局部放電，當放電達到某一絕緣薄弱且電場相對集中處時，該處的絕緣會逐漸劣化并最終在該位置形成絕緣擊穿。電纜主絕緣擊穿瞬間，電纜芯線和接地體間形成相對地短路，短路電流釋放的能量使電纜終端內部壓力劇增，終端最終承受不了而爆炸。

3 應對措施

經將電纜終端解體分析確認為廠家密封措施有缺陷后，與終端的生產廠家進行了聯系溝通，確認2001～2002年期間的產品存在此缺陷，并對仍在運行的同種終端采取了防范措施，以確保線路的安全運行。

（1）組織對8條運行線路10個安裝地點的30個戶外終端進行了停電開蓋檢測，發現了110kV熱化1號線10-6號塔有一相終端受潮，及時進行了換油處理；

（2）更換“O”型密封圈材料，采用彈性較好的材料，加粗線徑，改進安裝工藝，在頂蓋上加裝防雨帽。

“O”型密封圈、頂蓋安裝改進如圖4，5所示。

圖2 電纜終端剖析—主絕緣圖

圖3 電纜終端剖析—頂蓋圖

圖4 “O”型密封圈改進措施實施圖

圖5 頂蓋安裝改進措施實施圖

同時在運行中進一步加強對電纜終端進行紅外在線檢測，密切注意終端上下部及三相不同終端間存在的溫差。高壓電纜瓷套式終端一般使用硅油作為瓷套內的填充物質，硅油的主要作用是填充瓷套內的空間，使應力錐等重要部件浸泡在硅油中防止受潮。硅油中含有微量水分，在靜置的情況下，經過一段時間硅油中的水分向下沉淀，而使終端下部硅油的介質損耗加大，介質損耗產生的熱量使這一部位的溫度高于終端上部，因此通過紅外測溫是監視電纜終端運行，發現異常的有效手段[3，4]。

4 結束語

電纜系統是一個由電纜和附件產品設計、制造以及電纜線路設計、施工、運行等環節組成的復雜系統，通過此次故障的分析及處理，為保證電纜設備的安全運行，要進一步從以下幾方面做好工作：

（1）電纜和附件的設計、制造是保證安全的重要環節，從事運行維護人員不僅要了解電纜線路的設計、施工和運行，也要了解產品的設計和制造；

（2）嚴格現場施工前質量檢驗，雖然外觀檢驗無法了解內部絕緣情況，但也可發現不少問題；

（3）提高安裝質量，嚴格按標準驗收。嚴格按照規范施工及驗收是減少事故的重要途徑；

（4）加大在線檢測力度，根據實際情況采用或開發相應的在線檢測手段，做到提前、有效預防。

[1] 李宗佑，王佩龍.電力電纜施工手冊[M].北京:中國電力出版社，2001.

[2] 江日洪.交聯聚乙烯電力電纜線路（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3] 韓伯鋒.電力電纜試驗及檢測技術[M].北京：中國電力出版社，2007.

[4] 羅真海，陸國俊，王曉兵，等.高壓電纜瓷套式終端發熱原因[J].高電壓技術，2007，33（11）：240-241，244.