XX330kV变电站35kV #2SVC电缆终端故障原因分析

XX330kV变电站 35kV #2SVC电缆终端故障原因分析

王雅湉， 杨博 ，曾成，袁复晓，韩思银

国网青海省电力公司检修公司 , 青海 西宁 81000 0

摘要：本文通过对XX330kV变电站35kV #2SVC电缆终端故障进行概述，通过对故障电缆终端的外观、X射线图像、解体后进行分析，从而对此次电缆终端故障原因进行初步判断，并提出防范措施。

关键字：电缆终端；解体后；防范措施

1 概述

××330kV变电站站装有35kV #1、#2两台SVC（TCR型动态无功补偿装置简称SVC），生产厂家为中电普瑞科技有限公司，2016年04月01日出厂，2016年12月15日投入运行。其中TCR通道、3次滤波器通道、5次滤波器通道均单独使用一台断路器供电。

2020年12月21日18时，××330kV变电站#2SVC 3次滤波器#3525断路器间隔C相电缆终端故障击穿，#2SVC装置3次滤波A相电缆终端铜鼻子处存在烧黑的现象,电缆终端钢构架处存在放电痕迹。#2SVC TCR电抗器#3526断路器间隔B相电缆终端故障击穿。

经分析故障时#2SVC 3次滤波器保护装置、#2TCR保护装置的波形分析可知故障分为两个阶段：(1)2020年12月21日18时11分37秒186毫秒至303毫秒，#2SVC 3次滤波器C相短路接地；(2)2020年12月21日18时11分37秒303毫秒至406毫秒，#2SVC 3次滤波器C相、#2TCR B相短路接地。406毫秒过流Ⅰ段保护动作跳开#3525断路器、#3526断路器。

2 电缆终端检查及处理

2.1 外观检查

检查发现#2SVC 3次滤波器#3525断路器间隔C相电缆外护层接地线烧断、电缆终端击穿、电缆终端钢构架存在放电痕迹，#2SVC 3次滤波A相电缆终端铜鼻子处存在烧黑的现象，TCR电抗器#3526断路器间隔B相电缆终端故障击穿。电缆保护接地箱内部无放电痕迹，氧化锌避雷器外观完好。对#2SVC电缆、电容器、避雷器、电抗器、阀组等其余设备进行外观检查，均无异常。

2.2 X射线图像检测

对#2SVC TCR电抗器B相电缆终端、#2SVC 3次滤波器A相、C相电缆终端进行Ｘ射线图像检测。从X射线图可以清晰看到电缆主绝缘层、金属护套、导电线芯等各部分，发现3次滤波器C相电缆终端内部绝缘击穿、导线变形、铜屏蔽断裂，TCR电抗器B相电缆终端主绝缘击穿形成小洞，3次滤波A相电缆主绝缘无明显损伤。

2.3解体分析检查

对#2SVC 3次滤波器A、C相电缆终端、#2SVC TCR电抗器B相电缆终端进行解体分析。

（1）检查#2SVC 3次滤波器A相电缆终端，从电缆外半导电层倒角至接线端子之间的主绝缘表面“碳化”现象。如图1左侧电缆所示。（2）检查#2SVC 3次滤波器C相电缆终端，冷缩终端伞裙被烧黑，应力锥被击穿，铜屏蔽被烧穿，外护层“碳化”，恒力弹簧被烧出缺口；整个外半导电层、主绝缘、内半导电层1/2被烧毁，烧毁长度大约36cm，剩余主绝缘表面“碳化”；导体弯曲、断股，断股处为最严重击穿点，距离接线端子约66cm,金属铠装屏蔽与电缆接地辫子焊接处存在严重烧灼痕迹。如图1中间电缆所示。（3）检查发现#2SVC TCR电抗器#3526断路器间隔B相电缆终端，应力锥被击穿,距离接线端子约55cm处电缆主绝缘被击穿并形成一小洞，直径约2cm，洞深约2.5cm，导体断股；洞周围有刀口、划痕，洞的两侧电缆外屏蔽层出现“褶皱”现象；从电缆外半导电层倒角到接线端子之间的绝缘表面部分存在“碳化”现象。 如图1右侧电缆所示。

图1 #2SVC 3次滤波器 A、C相，TCR B相电缆终端解体后

2.4现场处理

现场人员对#2SVC 3次滤波器A、C相，TCR B相电缆终端重新制作并经绝缘电阻测试合格。

3 电缆故障原因分析

3.1故障流程分析

（1）#2SVC 3次滤波器C相电缆终端接地故障：#2SVC 3次滤波器C相电缆终端绝缘击穿，发生单相金属性接地故障，故障C相电压降为零，A相、B相间电压升高至1.17倍相电压。（2）#2SVC 3次滤波器C相、#2TCR B相短路接地：过电压加剧了对TCR B相电缆终端绝缘的积累性破坏，形成绝缘的薄弱环节，最后导致B、C两相短路接地，TCR电抗器B相电缆终端绝缘击穿，3次滤波器A相电缆过电压运行下终端绝缘降低，泄露电流使主绝缘表面硅油碳化。

3.2电缆终端工艺质量分析

35kV#2SVC 3次滤波器C相电缆终端安装恒力弹簧及绑扎铜扎线时由于安装工艺不规范导致该处主绝缘层、外半导电层存在损伤，绝缘内部电场畸变，导体与屏蔽层间存在电位差，对恒力弹簧产生脉冲局部放电，屏蔽层上感应电压、屏蔽层间感应电流增大,加速主绝缘层、外半导电层老化，该处电场集中,应力锥没有起到均匀电场作用，最终导致绝缘被击穿。

#2SVC装置TCR电抗器B相电缆在制作电缆终端时,剥除铜屏蔽层和外半导体层时不规范，断口处主绝缘存在刀口、刮痕，安装冷缩终端套时使断口处外半导电层褶皱，导致应力锥与半导电层存在空隙，存在气隙放电，在断口处产生集中切向电场,绝缘下降，导致TCR电抗器B相电缆主绝缘击穿。

4 防范措施

通过分析此次电缆故障得知，电缆终端制造质量工艺对于电网的安全稳定运行具有重要意义。下面是关于防范电缆终端故障的一些建议。

（1）电缆终端制作安装时要防潮、防尘措施，应在晴朗天气时安装电缆终端，应搭建工棚，采取一定措施净化施工环境。电缆终端应有可靠的密封、防潮措施。

（2）电缆终端的制作安装时，应严格按照规程规定制作安装工艺进行。

（3）电缆终端固定时，每600mm长，弯曲偏移不大于2mm,不能承受过大的外部扭力。

（4）应加强对电缆终端的巡视测温工作，及时发现温度异常的电缆终端。

参考文献:

[1]DL/T 344-2010 额定电压66kV～220kV交联聚乙炔绝缘电力电缆户外终端安装规程.

[2]DL/T 342-2010 额定电压66kV～220kV交联聚乙炔绝缘电力电缆接头安装规程.

[3]柏海峰.35kV电缆头故障分析及处理[J].四川电力技术,2011,34(03):73-74.

[4]陈天翔.电气试验[M].中国电力出版社,2016:232-245.

作者简介:

王雅湉（1987），女，学士，工程师。主要从电气试验管理工作。

杨博（1986），男，学士，工程师。主要从电气试验管理工作。

曾成（1989），男，学士，工程师。主要从电气试验工作。

袁复晓（1992），男，学士，工程师。主要从电气试验工作。

韩思银（1994），女，学士，助理工程师。主要从电气试验工作。