周多軍

（湛江電力有限公司，廣東 湛江 524099）

高壓交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電力電纜已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，但電纜終端附件的事故屢有發(fā)生，影響了整個電纜乃至相應(yīng)系統(tǒng)的安全可靠性。從某種意義上講，高壓電纜終端的安裝質(zhì)量決定了整個電纜工程的質(zhì)量[1]，尤其是工藝尺寸偏差將導(dǎo)致終端擊穿的嚴(yán)重后果[2-3]。因此，熟悉高壓電纜終端安裝工藝要求，分析其出現(xiàn)差錯的可能性，制定相應(yīng)的防范和糾正差錯的措施，將有助于保證高壓電纜終端的安裝質(zhì)量。本文以220kV XLPE電纜終端為例，就此進(jìn)行了探討和案例介紹。

1 220kV高壓電纜終端頭工藝流程簡介

以沈陽古河220kV 單芯波紋鋁護(hù)套XLPE電纜變壓器側(cè)油浸式終端（置于變壓器油中）安裝施工為例，其工藝流程如下。

1）作業(yè)條件與安健環(huán)措施檢查。環(huán)境濕度不大于 80%，溫度不低于 5℃，施工腳手架子與電纜終端固定架子分離開。

2）清點(diǎn)電纜附件數(shù)量、規(guī)格。主要有瓷套、引出棒、應(yīng)力錐、保護(hù)管、法蘭、壓緊裝置。

3）預(yù)切斷電纜。將電纜垂直豎立，確定預(yù)切和最終切斷位置，并在預(yù)切電纜處切斷電纜。

4）電纜終端區(qū)段表面處理。主要進(jìn)行石墨層處理、預(yù)鉛封、電纜校直、端部導(dǎo)體處理。

5）導(dǎo)體引出棒壓接。用規(guī)定的模具壓接導(dǎo)體引出棒（不同截面采用相應(yīng)特定壓模），并去掉毛刺，表面清潔。

6）拋光絕緣處理。用玻璃條去掉半導(dǎo)體 817mm（從導(dǎo)體引出棒頂端算起），半導(dǎo)體端部處理成20mm 斜坡狀。絕緣端部處理成15mm 的可調(diào)整絕緣斜坡，與半導(dǎo)體斜坡形成光滑過渡。確保絕緣直徑大于應(yīng)力錐內(nèi)徑 1～2.5mm，并保持表面的圓滑形狀。用先粗后細(xì)砂布帶將電纜絕緣表面拋光，最后用 320#砂布帶拋光（拋光部位按照安裝圖紙操作），然后確認(rèn)電纜絕緣表面沒有劃痕。

7）半導(dǎo)電層及屏蔽層處理。主要是清潔電纜絕緣及半導(dǎo)體表面，外半導(dǎo)電層成型，按50%搭接包繞ACP帶、金屬屏蔽網(wǎng)帶、PVC保護(hù)帶（此步核對包繞起點(diǎn)位置尺寸）。

8）套入保護(hù)管、法蘭、壓緊裝置、應(yīng)力錐。在插入應(yīng)力錐前，依次將電纜保護(hù)管、壓緊裝置、法蘭、絕緣法蘭及FRP管、連接法蘭的下法蘭套入電纜（注意檢查 O 形圈是否在相應(yīng)位置）。在電纜絕緣表面及應(yīng)力錐內(nèi)部均勻地、薄薄地涂一層硅油，然后套入應(yīng)力錐（核對其定位尺寸）。

9）組裝、緊固。清洗環(huán)氧絕緣體（套）的內(nèi)部表面以及密封面并吹干，將應(yīng)力錐的外表面及環(huán)氧絕緣體的內(nèi)斜面擦凈，并涂上硅油。安裝環(huán)氧絕緣體、上部金具，核對環(huán)氧絕緣體上部電極到導(dǎo)體引出棒上端面的距離Q值。安裝導(dǎo)體固定金具，核對其上端面距導(dǎo)體引出棒上端面距離 P值。安裝緊固其他部件，調(diào)整并測定壓緊裝置彈簧長度及法蘭間隙。

10）封鉛及電纜固定。

11）連接接地電纜。

12）清理現(xiàn)場完工。

在上述工藝流程中，工序 7）、8）、9）往往容易產(chǎn)生差錯，本文將予以具體分析。

2 220kV高壓電纜終端頭工藝差錯的可能性分析

從上述工藝流程及其內(nèi)容看，工序1）～4）、6）由于具有通用性，基本不會出現(xiàn)差錯，工序5）雖然存在對應(yīng)電纜截面正確選擇導(dǎo)體引出棒及其壓接模具口徑的問題，但由于施工人員每一次都會面對此明顯的選擇性問題，因此一般也不會出錯。現(xiàn)場實(shí)踐表明，工序7）、8）、9）由于部件的標(biāo)示不明顯、或相關(guān)尺寸工藝差別不顯著，往往會產(chǎn)生一些差錯。工序10）在電纜固定中也會出現(xiàn)施工錯誤。

1）工序7）的差錯分析

在進(jìn)行半導(dǎo)電層及屏蔽處理過程中，包繞ACP帶、金屬屏蔽網(wǎng)帶、PVC保護(hù)帶的起點(diǎn)位置尺寸隨對應(yīng)的電纜截面有所不同，如圖1所示。

圖1 ACP帶、金屬屏蔽網(wǎng)帶、PVC保護(hù)帶包繞部位

圖1中括弧外數(shù)字對應(yīng) 1200mm2以下截面電纜，括弧內(nèi)數(shù)字則對應(yīng)1200mm2及以上截面電纜。如果有多種截面規(guī)格電纜同時(shí)或先后制做終端頭，則有可能將該尺寸搞混。

另外，包繞是從起點(diǎn)向鋁護(hù)套方向進(jìn)行，包繞起點(diǎn)位置尺寸是從導(dǎo)體引出棒端部算起，而非導(dǎo)體端部算起。

上述尺寸發(fā)生差錯的后果是，當(dāng)括弧內(nèi)的尺寸被改為括弧外數(shù)值后，縱向電場分布將受到影響，通常均勻性會變差，不利于局放量的控制[4]。

2）工序8）的差錯分析

工序8）是在工序7）的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，此步的一個關(guān)鍵是要核對好應(yīng)力錐的插入位置，如圖2所示，應(yīng)力錐插入后其下端距離PVC和ACP包繞起點(diǎn)20mm。

圖2 應(yīng)力錐的插入位置

應(yīng)力錐的作用在于改善絕緣屏蔽切斷處的電場分布，降低電暈產(chǎn)生的可能性，保證電纜的運(yùn)行壽命[5]，而這一作用的保障前提則是應(yīng)力錐的正確裝配。工序 8）中應(yīng)力錐的插入位置同樣以 1200mm2截面為界，有兩個不同的位置尺寸（括弧內(nèi)對應(yīng)1200mm2及以上截面），工序7）的正確并不能保證工序 8）的正確。當(dāng)選擇錯誤時(shí)，對電場應(yīng)力的控制將達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期，相關(guān)研究表明此種情況下的局放電壓根據(jù)錯位情況可能明顯降低[6]。

3）工序9）的差錯分析

工序 9）是組裝環(huán)節(jié)，除要核對相關(guān)尺寸，還要首先核對被組裝部件規(guī)格是否正確。

實(shí)踐表明，該環(huán)節(jié)較易出錯的是以大代小地用錯環(huán)氧絕緣體（套），以國內(nèi)某公司產(chǎn)品為例，對應(yīng)240～1800mm2電纜的終端頭環(huán)氧絕緣體其外部尺寸皆一樣，但其內(nèi)腔尺寸又以1200mm2為界，分為I型、II型等。而這種區(qū)分的標(biāo)示（I型、II型等）一般打在環(huán)氧絕緣體上部電極端面上，容易被人忽視，從而可能導(dǎo)致將適用于1200mm2及以上截面電纜的終端環(huán)氧絕緣體錯用于1200mm2以下截面電纜的終端。這種差錯的后果除剩下的小規(guī)格環(huán)氧體無法使用外，更嚴(yán)重的是被錯裝環(huán)氧絕緣體的電纜終端由于內(nèi)腔空間尺寸配合不符合設(shè)計(jì)要求，將導(dǎo)致場強(qiáng)異常，引發(fā)放電故障。

此外，在裝配終端上部屏蔽罩時(shí)，要注意不得破壞或隨意更換其上的半導(dǎo)電紙，否則會影響其屏蔽均勻電場的效果。

4）工序10）的施工錯誤分析

工序10）錯誤往往發(fā)生在電纜固定方法，如圖3所示，三根單相電纜（圖中黑圈）被分別固定在電纜支架的三個獨(dú)立方框中，由于支架及固定用橫擔(dān)通常是鍍鋅角鋼材料，滿足閉合電磁回路條件，因此電纜運(yùn)行中將在支架的方框中產(chǎn)生較大的環(huán)流，導(dǎo)致框架焊縫產(chǎn)生異常溫升和電腐蝕，并且促使局部的外部熱阻增大，進(jìn)而影響電纜的載流量[7]。

圖3 錯誤的電纜固定方法

正確的固定方法應(yīng)如圖4所示，用非磁性卡套將三根單相電纜固定在同一根橫擔(dān)上，處于同一個金屬框架中，這樣由于三相對稱的原因，框架中便無明顯的環(huán)流流過（僅有不平衡電流引起的微小渦流），從而避免了圖3固定方法的缺點(diǎn)。

圖4 正確的電纜固定方法

3 一起終端頭工藝差錯案例分析及處理方法

1）事件起因

2010年7月，某電力公司先后更換#2主變、#1啟備變及#1主變高壓側(cè)的220kV高壓電纜，當(dāng)進(jìn)行#1主變高壓電纜頭安裝工作時(shí)，電纜廠家安裝人員發(fā)現(xiàn)電纜終端環(huán)氧絕緣體（套）無法按工藝要求裝配，經(jīng)核對環(huán)氧絕緣體的類型編碼，發(fā)現(xiàn)其不是配#1主變1200mm2電纜的，而是配#1起備變400mm2電纜的。造成此種情況的原因可能有是發(fā)貨錯誤，也可能是之前在其他電纜終端頭施工中用錯部件。如果是用錯部件則意味著一起隱患的存在，所以必須徹底查清事件原因，并及時(shí)妥善處理。

2）原因查證

首先進(jìn)行發(fā)貨環(huán)節(jié)、到貨驗(yàn)收環(huán)節(jié)核查，發(fā)貨清單型號無誤，到貨驗(yàn)收記錄也無誤，初步排除材料進(jìn)廠環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯的可能性。

同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場施工記錄和質(zhì)量驗(yàn)收記錄的核查，發(fā)現(xiàn)盡管相關(guān)尺寸記錄齊全無誤，但是部件的型號規(guī)格核對記錄卻很籠統(tǒng)，尤其是環(huán)氧絕緣體的類別（I或 II型等標(biāo)示）核對沒有記錄，工藝指導(dǎo)書和質(zhì)量驗(yàn)收卡中都沒有明確需要核對的具體內(nèi)容。

此外，詢問施工人員，得知當(dāng)時(shí)因臺風(fēng)即將來臨，施工出現(xiàn)搶時(shí)間而忽略了必要的見證核對。

至此，專業(yè)人員判斷認(rèn)為#1主變終端頭環(huán)氧體極可能在之前誤裝到了#1起備變上，必須立即停運(yùn)#1起備變，核查其電纜終端環(huán)氧絕緣體上的類型編碼，如有錯則盡快更換處理，以防因裝配不配套引起電纜頭內(nèi)部電場應(yīng)力失控而發(fā)生故障。

最后，判斷有無其他部件也用錯。經(jīng)過全面核查分析判斷，結(jié)果正常。

3）處理方法

#1啟備變停運(yùn)后，打開裝有電纜終端頭的高壓出線套筒，拆下終端頭上的屏蔽罩后，核查環(huán)氧絕緣體的類型編碼果然為“II”型，即配1200mm2電纜的，而非配#1起備變400mm2電纜用的。處理方法如下：

第1步：釋放變壓器高壓出線裝置套筒內(nèi)的油，如圖5所示。

第2步：拆卸終端頭上屏蔽罩等金具，如圖6所示。

第3步：保護(hù)管尾部化鉛。如圖7所示。此步要控制好“化鉛”的溫度和時(shí)間，防止損傷電纜主絕緣。

第4步：將電纜及應(yīng)力錐等部件從環(huán)氧絕緣體內(nèi)拔出，拆下環(huán)氧絕緣體。如圖8所示。

第5步：檢查待裝環(huán)氧絕緣體是否正確。

第6步：按照安裝說明重新組裝，此步及第4步都必須對已成型的終端頭半導(dǎo)層、絕緣層、應(yīng)力錐等倍加小心，禁防劃傷。

第7步：連帶電纜重新進(jìn)行交流耐壓，并檢測局放，要求試驗(yàn)合格。

圖5 電纜終端環(huán)氧絕緣體更換步驟1（套筒放油）

圖6 電纜終端環(huán)氧絕緣體更換步驟2（拆屏蔽罩）

圖7 電纜終端環(huán)氧絕緣體更換步驟3（化鉛）

圖8 電纜終端環(huán)氧絕緣體更換步驟4（拆下環(huán)氧絕緣體）

經(jīng)過上述處理、試驗(yàn)后，設(shè)備重新投運(yùn)，運(yùn)行良好，既保證了安全可靠，又避免了另做電纜終端而產(chǎn)生的不必要的返工和浪費(fèi)。

4 防止電纜終端頭工藝差錯的措施

任何人為差錯都可防止，為了有效地避免本文前述所分析的各類可能的差錯，首先要從作業(yè)文件著手，要有詳細(xì)、具體的電纜終端頭施工作業(yè)指導(dǎo)書和質(zhì)量檢查簽證卡，任何部件差異、尺寸差異、工藝要求差異等都必須在作業(yè)指導(dǎo)書和質(zhì)量檢查簽證卡中具體反映出來，避免采用諸如“是否符合要求”、“是否正確”、“是否合格”等非具體的判斷格式。在此基礎(chǔ)上，嚴(yán)格作業(yè)文件的校對和審核，審核人員必須是專業(yè)部門（主要指相關(guān)產(chǎn)品的廠家和電纜所之類）的專業(yè)技術(shù)人員，只有如此，才能確保施工階段有可操作性強(qiáng)、全面具體、正確無誤的作業(yè)指導(dǎo)文件。

加強(qiáng)發(fā)貨、到貨驗(yàn)收環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)和記錄，一方面從材料源頭降低發(fā)生差錯的機(jī)率，另一方面也為一旦有差錯發(fā)生時(shí)，通過物料環(huán)節(jié)的追溯準(zhǔn)確判斷差錯環(huán)節(jié)提供可以置信的依據(jù)。

5 結(jié)論

高壓電纜終端的安裝質(zhì)量決定了整個電纜工程的質(zhì)量，尤其是工藝尺寸偏差將導(dǎo)致終端擊穿的嚴(yán)重后果，為減小和避免高壓電纜終端施工的差錯，必需詳細(xì)編制、認(rèn)真校對、嚴(yán)格審核、現(xiàn)場全面簽證高壓電纜終端安裝作業(yè)指導(dǎo)書和工藝質(zhì)量簽證控制卡，并加強(qiáng)附件材料的發(fā)貨、到貨驗(yàn)收環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)和記錄。一旦發(fā)生差錯，必須查清原因并根據(jù)情況妥善處理，既要保證安全可靠，又要減少不必要的返工和浪費(fèi)。

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