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交联电缆接头故障原因


《电气与电控》 / 2012-08-04

     交联电缆接头故障原因


    由于交联电缆与油纸电缆的介质不同,接头发生故障的原因有很大的差异。油纸电缆接头发生故障主要是绝缘影响,而交联电缆接头发生故障主要是导体连接。交联电缆允许运行温度高,对电缆接头就提出了更高的要求P163472,使接头发热问题显得更为突出。接触电阻过大、温升加快、发热大于散热促使接头的氧化膜加厚,又使接触电阻更大,温升更快。如此恶性循环,使接头的绝缘层破坏,形成相间短路,引起爆炸烧毁。
 

    由于交联电缆附件种类、形式、规格较多,质量参差不齐,施工人员技术水平高低不等,电缆接头运行方式和条件各异,致使交联电缆接头发生故障的原因各不相同。


    (1)工艺不佳。主要是指电缆接头施工人员在导体连接前后的施工工艺不佳。


    1)连接金具接触面处理不佳。无论是接线端子或连接管,由于生产或保管的条件影响,管体内壁常有杂质、毛刺和氧化层存在,这是不为人们重视的缺陷,但对导体连接质量的影响颇为严重。特别是铝表面极易生成一层坚硬而又绝缘的氧化铝薄膜,使铝导体的连接要比铜导体的连接增加不少麻烦,工艺技术的严格性也要高得多。造成连接(压接、焊接和机械连接)发热的主要原因,除机具、材料性能因素外,关键是工艺技术和责任心。施工人员不了解连接机理,没有严格按工艺要求操作,就会造成连接处达不到电气和机械强度要求。运行经验证明当压接金具与导线的接触表面越清洁,在接头温度升高时所产生的氧化膜就越薄,接触电阻就越小。


    2)导体损伤。交联绝缘层强度较大、剥切困难,环切时施工人员用电工刀左划右切,有时干脆用钢锯环切深痕,往往掌握不好而使导线损伤。剥切完毕损伤虽然不很严重,但在线芯弯曲和压接蠕动时,会造成受伤处导体损伤加剧或断裂P163448,压接完毕不易发现,因截面减小而引起发热严重。


    3)导体连接时线芯不到位。导体连接时绝缘剥切长度要求为压接金具孔深加5mm,但因产品孔深不标准,易造成剥切长度不够,或因压接时串位使导线端部形成空隙,仅靠金具壁厚导通,致使接触电阻增大,发热量增加。


    (2)压力不够。现今有关资料在制作接头工艺及标准图中只提到电缆连接时每端的压坑数量,而没有详述压接面积和压接深度。施工人员按要求压够压坑数量,效果如何无法确定。不论是哪种形式的压力连接,接头电阻主要是接触电阻,而接触电阻的大小与接触力的大小和实际接触面积的多少有关,与使用压接工具的出力吨位有关。造成导体连接压力不够的主要原因有以下几点:


    1)压接机具压力不足。近年来压接机具生产厂家较多,管理混乱,没有统一的标准,特别是近年来生产的机械压钳,压坑不仅窄小,而且压接到位后上下压模不能吻合;还有一些厂家购买或生产国外类型压钳,由于执行的是国外标准,与国产导线标称截面不适应,压接质量难以保证。
    2)连接金具空隙大。现在交联电缆接头使用的连接金具,多数还是油纸电缆按扇形导线生产的端子和压接管。从理

论上讲圆形和扇形线芯的有效截面是一样的,但从运行实际比较,二者的压接效果相差甚大。由于交联电缆导体是紧绞的圆形线芯,与常用的金具内径有较大的空隙,压接后达不到足够的压缩力。接触电阻与施加压力成反比,因此将导致接触电阻增大。


    3)假冒伪劣产品质量差。假冒伪劣金具不仅材质不纯、外观粗糙、压后易出现裂纹P163447,而且规格不够标准,有效截面与正品相差很大,根本达不到压接质量要求,在正常情况下运行发热严重,负荷稍有波动必然发生故障。


    (3)散热不好。绕包式接头和各种浇铸式接头,不仅绕包绝缘较电缆交联绝缘层厚,而且外壳内还铸有混合物。就是最小型式的热缩接头,其绝缘和保护层还比电缆本体增加一倍多。这样无论何种型式的接头均存在散热难度。现行各种接头的绝缘材料耐热性能较差,j、20橡胶自黏带正常工作温度不超过750C,j-30也才达90℃;热缩材料的使用条件为- 50~100℃。当电缆在正常负荷下运行时,接头内部的温度可达100℃;当电缆满负荷时,电缆芯线温度达到900C,接头温度会达1400C左右。当温度再升高时,接头处的氧化膜加厚,接触电阻随之加大,在一定通电时间的作用下,接头的绝缘材料碳化为非绝缘物,导致故障发生。


    综上所述,增加连接金具接点的压力、降低运行温度、清洁连接金属材料的表面、改进连接金具的结构尺寸、选用优质标准的附件、严格施工工艺是降低接触电阻的几个关键因素。

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