風(fēng)電場項目電纜頭故障事故分析

張杰

摘 要：從國家出臺新能源政策以來，風(fēng)能這個詞出現(xiàn)的頻率越來越高，一個個風(fēng)電場的建設(shè)延伸至全國各地，從陸地草原風(fēng)力發(fā)展到海上、山頂風(fēng)能的利用。大家都知道風(fēng)電場一般是由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)出620伏或690伏電壓經(jīng)過箱變將電壓升至35千伏，然后在經(jīng)集電線路送出至升壓站，哪對于箱變高低壓側(cè)電纜頭質(zhì)量就是關(guān)鍵了，如果電纜頭出現(xiàn)擊穿等問題，有可能會影響整回集電線路停電，從而使這回線路上所帶風(fēng)機(jī)全部停運(yùn)隨著風(fēng)電場投運(yùn)數(shù)量不斷的增加，風(fēng)機(jī)的電能是通過集電線路送至升壓站并上網(wǎng)的，因此對集電線路通過箱變高低壓側(cè)的電纜頭制作質(zhì)量的要求也越來越來高了，我根據(jù)實際已投運(yùn)的電場電纜頭炸裂事故，從電纜頭的施工過程中制作質(zhì)量、原材料質(zhì)量等多角度分析原因，希望能給大家一些建設(shè)性的建議：

關(guān)鍵詞：電纜頭；故障；分析

1 事故概況

很多風(fēng)電場自投運(yùn)以來多次出現(xiàn)電纜頭炸裂事故，現(xiàn)將有記錄的多次事故匯總并統(tǒng)一分析。

2014年7月22日9：46分十線報零流I段故障；2014年8月13日14：27分九線報零流I段故障；2014年10月18日1：29分五線報過流I段故障；2014年10月19日5：36分四線報過流I段故障；2014年10月21日9：05分三線報過流I段故障；2014年10月22日3：08分五線報零流I段故障；2014年10月28日10：39分五線報過流I段故障；

以上故障均為電纜頭擊穿后跳閘，不含由此引發(fā)的其它跳閘記錄，后續(xù)進(jìn)行交流耐壓試驗又出現(xiàn)多起電纜頭擊穿事故，前后共計更換擊穿電穿頭21套，拆除可能存在問題并重做電纜頭28套，一共更換49套。

2 事故原因分析

根據(jù)現(xiàn)場情況，以及對事故材料（包括故障錄波文件，故障報文，施工記錄，各方面技術(shù)咨詢等）的分析，可能出現(xiàn)的原因有：（1）工藝不規(guī)范；（2）冬季施工措施不到位；（3）電纜頭屏蔽接地不良；（4）冷縮套管質(zhì)量不良；（5）電纜質(zhì)量問題；（6）系統(tǒng)諧波造成過電壓。分析如下。

2.1 冷縮套管質(zhì)量原因

放電發(fā)生在絕緣體與半導(dǎo)體間，并且當(dāng)?shù)乜諝飧稍铮窗l(fā)生過三岔口擊穿事故，不存在因冷縮套密封不良而導(dǎo)致的故障。

2.2 電纜質(zhì)量問題

未發(fā)生電纜中段擊穿事故。經(jīng)查詢廠家，無不良事故記錄且合格證等均齊全。

2.3 諧波過電壓原因

故障錄波顯示，在故障前不存在諧波電壓，同時電能質(zhì)量裝置亦未報出諧波。

2.4 現(xiàn)場制作工藝與廠家標(biāo)準(zhǔn)存在較大偏差

如圖1為現(xiàn)場實際圖片，圖2為標(biāo)準(zhǔn)做法。（1）應(yīng)力錐長度低于半導(dǎo)體層，應(yīng)力錐不起作用；（2）半導(dǎo)體層和銅屏蔽層斷面處理不平整；（3）未纏繞半導(dǎo)電帶以彌補(bǔ)不平整問題；從而使得半導(dǎo)體層會形成尖端電場效應(yīng)；（4）絕緣層在處理時，表面不光滑，打磨不充分，存在棱角面。

電場密集處電壓較高，會逐漸對絕緣層破壞，這個過程會一直持續(xù)直至絕緣擊穿。現(xiàn)場對擊穿過的電纜或耐壓失敗的電纜進(jìn)行解剖時均發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體層斷口處理太粗糙，存在毛刺和尖端。當(dāng)存在尖端電場時，局部高壓會隨著時間逐漸“侵蝕”緣緣體，電場電壓越高，“侵蝕”速度越快。

2.5 制作電纜頭在冬季施工措施不到位

在寒冷情況下制作電纜頭，由于未受防護(hù)，人員難以對細(xì)節(jié)把控到位。另外制作過程會用無水酒精濕紙（最高95%）擦拭電纜絕緣層表面，施工自2013年12月至次年3月，當(dāng)?shù)貧鉁囟鹊陀?度，制作時因冬季施工防護(hù)不當(dāng)水分易留在冷縮套管和絕緣層間，絕緣受潮形成水電樹，長期運(yùn)行后，放電擊穿電纜。

2.6 現(xiàn)場電纜屏蔽層未有效接地

現(xiàn)場電纜屏蔽層未有效接地，易發(fā)生電容電流長期聚集破壞絕緣。

3 暴露的問題

（1）電纜頭制作工藝要求不嚴(yán)格，未及時發(fā)現(xiàn)。（2）制作電纜時冬季施工的防護(hù)措施未做到位。（3）帶電前驗收不仔細(xì)，電纜頭接地不良問題沒能發(fā)現(xiàn)。（4）現(xiàn)場對連續(xù)出現(xiàn)故障不夠重視，以致數(shù)據(jù)材料收集不完整，自出現(xiàn)電纜頭故障開始一直未對電纜進(jìn)行解剖和分析延誤整改時間。（5）直流耐壓試驗不能很好的體現(xiàn)電纜頭絕緣性能。

4 建議

（1）建議對新項目制作的電纜頭進(jìn)行交流耐壓試驗。（2）建議在小風(fēng)天氣，溫度高于5攝氏度時對出現(xiàn)故障的35kV整條線電纜頭進(jìn)行交流耐壓試驗，在發(fā)現(xiàn)擊穿數(shù)量大于該線路總量的30%時，要求施工方全部重新制作。（3）鑒于此情況的多發(fā)，建議延長施工合同的質(zhì)保期或其它措施。（4）增加項目工程管理過程中關(guān)鍵工藝的抽查頻次，加強(qiáng)施工過程對電纜頭制作質(zhì)量的監(jiān)督，敦促落實監(jiān)理旁站抽查措施。（5）后續(xù)發(fā)生事故后，生產(chǎn)人員留取更全面細(xì)致的圖片及數(shù)據(jù)，及時認(rèn)真的分析出事故原因，以避免錯過及時整改時間。