交聯(lián)電纜接頭故障原因分析

    由于電纜附件種類、形式、規(guī)格較多;質(zhì)量參差不齊;施工人員技術(shù)水平高低不等;電纜接頭運行方式和條件各異，致使交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障的原因各不相同。由于交聯(lián)電纜與油紙電纜的介質(zhì)不同，接頭發(fā)生故障的原因有很大的差異，油紙電纜接頭發(fā)生故障主要是絕緣影響，而交聯(lián)電纜接頭發(fā)生故障主要是導(dǎo)體連接。交聯(lián)電纜允許運行溫度高，對電纜接頭就提出了更高的要求，使接頭發(fā)熱問題就顯得更為突出。接觸電阻過大、溫升加快、發(fā)熱大于散熱促使接頭的氧化膜加厚，又使接觸電阻更大，溫升更快。如此惡性循環(huán)，使接頭的絕緣層破壞，形成相間短路，引起爆炸燒毀。    造成接觸電阻增大的原因有以下幾點：
    1、工藝不佳。主要是指電纜接頭施工人員在導(dǎo)體連接前后的施工工藝。
   (1)連接金具接觸面處理不佳。無論是接線端子或連接管，由于生產(chǎn)或保管的條件影響，管體內(nèi)壁常有雜質(zhì)、毛刺和氧化層存在，這是不為人們重視的缺陷，但對導(dǎo)體連接質(zhì)量的影響，頗為嚴(yán)重。特別是鋁表面極易生成一層堅硬而又絕緣的氧化鋁薄膜，使鋁導(dǎo)體的連接要比銅導(dǎo)體的連接增加不少麻煩，工藝技術(shù)的嚴(yán)格性也要高得多。造成連接(壓接、焊接和機(jī)械連接)發(fā)熱的主要原因，除機(jī)具、材料性能因素外，關(guān)鍵是工藝技術(shù)和責(zé)任心。施工人員不了解連接機(jī)理，沒有嚴(yán)格按工藝要求操作，就會造成連接處達(dá)不到電氣和機(jī)械強(qiáng)度。運行證明當(dāng)壓接金具與導(dǎo)線的接觸表面愈清潔，在接頭溫度升高時，所產(chǎn)生的氧化膜就愈薄，接觸電阻就愈小。
   (2)導(dǎo)體損傷。交聯(lián)絕緣層強(qiáng)度較大剝切困難，環(huán)切時施工人員用電工刀左劃右切，有時干脆用鋼鋸環(huán)切深痕，往往掌握不好而使導(dǎo)線損傷。剝切完畢雖然不很嚴(yán)重，但在線芯彎曲和壓接蠕動時，會造成受傷處導(dǎo)體損傷加劇或斷裂，壓接完畢不易發(fā)現(xiàn)，因截面減小而引起發(fā)熱嚴(yán)重。
   (3)導(dǎo)體連接時線芯不到位。導(dǎo)體連接時絕緣剝切長度要求壓接金具孔深加5mm，但因產(chǎn)品孔深不標(biāo)準(zhǔn)，易造成剝切長度不夠，或因壓接時串位使導(dǎo)線端部形成空隙，僅靠金具壁厚導(dǎo)通，致使接觸電阻增大，發(fā)熱量增加。
    2、壓力不夠。現(xiàn)今有關(guān)資料在制作接頭工藝及標(biāo)準(zhǔn)圖中只提到電纜連接時每端的壓坑數(shù)量，而沒有詳述壓接面積和壓接深度。施工人員按要求壓夠壓坑數(shù)量，效果如何無法確定。不論是哪種形式的壓力連接，接頭電阻主要是接觸電阻，而接觸電阻的大小與接觸力的大小和實際接觸面積的多少有關(guān)，與使用壓接工具的出力噸位有關(guān)。造成導(dǎo)體連接壓力不夠的主要原因有以下3點。
   (1)壓接機(jī)具壓力不足。近年壓接機(jī)具生產(chǎn)廠家較多，管理混亂，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，特別是近年生產(chǎn)的機(jī)械壓鉗，壓坑不僅窄小，而且壓接到位后上下壓模不能吻合;還有一些廠家購買或生產(chǎn)國外類型壓鉗，由于執(zhí)行的是國外標(biāo)準(zhǔn)，與國產(chǎn)導(dǎo)線標(biāo)稱截面不適應(yīng)，壓接質(zhì)量難保證。
   (2)連接金具空隙大。現(xiàn)在交聯(lián)電纜接頭多數(shù)單位使用的連接金具，還是油紙電纜按扇型導(dǎo)線生產(chǎn)的端子和壓接管。從理論上講圓型和扇型線芯的有效截面是一樣的，但從運行實際比較，二者的壓接效果相差甚大。由于交聯(lián)電纜導(dǎo)體是緊絞的圓型線芯，與常用的金具內(nèi)徑有較大的空隙壓接后達(dá)不到足夠的壓縮力。接觸電阻與施加壓力成反比，因此將導(dǎo)致增大。
   (3)假冒偽劣產(chǎn)品質(zhì)量差。假冒偽劣金具不僅材質(zhì)不純，外觀粗糙，壓后易出現(xiàn)裂紋，而且規(guī)格不準(zhǔn)，有效截面與正品相差很大，根本達(dá)不到壓接質(zhì)量要求，在正常情況下運行發(fā)熱嚴(yán)重，負(fù)荷稍有波動必然發(fā)生故障。
    3、截面不足將交聯(lián)電纜與油紙電纜的允許載流量，在環(huán)境溫度為25℃時，進(jìn)行比較得出的結(jié)論是:ZQ2—3×240油紙銅芯電纜可用YJV22-3×150交聯(lián)銅芯電纜替代。因為YJV22-3×150交聯(lián)電纜的允許載流量為476A;而ZQ2-3×240油紙電纜的允許載流量為420A，還超出56A。ZLQ2-3×240可用YJLV22-31×50替代，因為交聯(lián)3×150鋁芯電纜的載流量為364A，而油紙3×240鋁芯電纜的載流量才320A，交聯(lián)電纜還超出44A。如果用允許載流量計算，150mm2交聯(lián)電纜與240mm2油紙電纜基本相同，或者說150mm2交聯(lián)電纜應(yīng)用240mm2的金具連接才能正常運行。由此可見連接金具截面不足將是交聯(lián)電纜接頭發(fā)熱嚴(yán)重的一個重要原因。
    4、散熱不好。繞包式接頭和各種澆鑄式接頭，不僅繞包絕緣較電纜交聯(lián)絕緣層為厚，而且外殼內(nèi)還注有混合物，就是*小型式的熱縮接頭，其絕緣和保護(hù)層還比電纜本體增加一倍多。這樣無論何種型式的接頭均存在散熱難度。現(xiàn)行各種接頭的絕緣材料耐熱性能較差，J-20橡膠自粘帶正常工作溫度不超過75℃;J-30也才達(dá)90℃;熱縮材料的使用條件為-50～100℃。當(dāng)電纜在正常負(fù)荷運行時，接頭內(nèi)部的溫度可達(dá)100℃，當(dāng)電纜滿負(fù)荷時，電纜芯線溫度達(dá)到90℃，接頭溫度會達(dá)140℃左右，當(dāng)溫度再升高時，接頭處的氧化膜加厚，接觸電阻隨之加大，在一定通電時間的作用下，接頭的絕緣材料碳化為非絕緣物，導(dǎo)致故障發(fā)生。綜上所述增加連接金具接點的壓力、降低運行溫度、清潔連接金屬材料的表面、改進(jìn)連接金具的結(jié)構(gòu)尺寸、選用優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的附件、嚴(yán)格施工工藝是降低接觸電阻的幾個關(guān)鍵因素。