1、事件概述
2012年廣州供電局有限公司多條110kV線路在線路竣工驗收時,110kV電纜附件的耐壓試驗出現(xiàn)異常,經(jīng)核實發(fā)現(xiàn)異常原因為110kV電纜接頭主體發(fā)生擊穿故障。發(fā)生故障后,經(jīng)過了解檢查,檢查結(jié)果如下:
1.1 外部保護(hù)情況:三個接頭解剖開玻璃鋼外殼,銅外殼的安裝,地線的連接,以及灌注防水絕緣膠等都滿足工藝要求。
1.2 擊穿現(xiàn)象:去掉銅外殼,切除掉接頭主體上纏繞的絕緣帶及屏蔽銅網(wǎng)后發(fā)現(xiàn)主體有擊穿故障點。
1.3 安裝工藝尺寸:解剖開接頭主體,對電纜開剝尺寸以及斷口和絕緣的打磨處理、壓接導(dǎo)體后導(dǎo)體間的長度、搭接尺寸等進(jìn)行檢查測量后,各尺寸基本符合安裝工藝要求。
2、供應(yīng)商生產(chǎn)過程追溯及問題排查
故障產(chǎn)品解體后,我局組織供應(yīng)商對其產(chǎn)品原料檢驗、生產(chǎn)工藝和試驗設(shè)備等各方面進(jìn)行了排查,結(jié)果如下:
2.1 經(jīng)供應(yīng)商對故障接頭原料、生產(chǎn)過程、出廠檢驗進(jìn)行追溯,原料為液體硅橡膠,進(jìn)廠檢驗物理性能、電性能均合格;生產(chǎn)工藝穩(wěn)定,符合要求;產(chǎn)品出廠試驗滿足GB11017中出廠試驗的要求。
2.2 供應(yīng)商所采用的硅橡膠材料具有優(yōu)越的絕緣性能,體積電阻率≥1015Ω.cm,1mm厚硅橡膠材料能耐受電壓≥23kV實測值26.86kV。同時其110kV中間接頭經(jīng)過了出廠試驗:局部放電試驗96kV下未檢測出超出背景的放電,工頻電壓試驗160kV/30min,未擊穿,未閃絡(luò)。
2.3 通過解剖情況來看,安裝工藝、電纜開剝尺寸及處理以及接頭主體的搭接尺寸等都符合安裝工藝要求。
2.4 從接頭的設(shè)計結(jié)構(gòu)上分析,接頭在投入市場前通過了武高所的型式試驗,接頭的設(shè)計結(jié)構(gòu),應(yīng)力控制曲線得到了論證,并進(jìn)行出廠試驗“96kV局部放電試驗,160kV工頻電壓試驗”,符合標(biāo)準(zhǔn)要求,并且該供應(yīng)商的110kV接頭使用至今,產(chǎn)品的原料及結(jié)構(gòu)曲線、絕緣厚度、生產(chǎn)設(shè)備沒有更改過,已投運(yùn)的110kV接頭尚未發(fā)生一起運(yùn)行故障。
2.5 2012年該供應(yīng)商110kV整體預(yù)制式中間接頭供貨給國家電網(wǎng)工程的數(shù)量有1095套,到2012年12月31為止已安裝的110kV接頭有924套,尚未出現(xiàn)一次運(yùn)行故障,供應(yīng)國網(wǎng)的貨物與供應(yīng)南網(wǎng)的貨物其原材料、生產(chǎn)工藝、人員設(shè)備和安裝施工技術(shù)均一致。
3、故障原因
后經(jīng)供應(yīng)商從設(shè)計源頭對接頭生產(chǎn)流程進(jìn)行梳理,結(jié)合益和科石、友好站故障點位置,注意到接頭發(fā)生故障的位置均在接頭內(nèi)置高壓半導(dǎo)體屏蔽電極端部的合模線附近。產(chǎn)品上合模線生產(chǎn)過程中需打磨處理,需要較好的技術(shù)要求,打磨不夠,會造成尖端放電;打磨過頭,又在應(yīng)力控制曲線的圓弧上形成新的尖端,造成局部放電。為了便于產(chǎn)品脫模取出,我們設(shè)計的合模線位置位于直線和圓弧的相切點,給打磨工藝造成一定的難度,同時也留下一定的設(shè)計隱患。
廣州局三起接頭故障,第一起和第三起是合模線打磨工藝造成的隱患,在出廠試驗中未檢出局放,在竣工試驗128kV時發(fā)生局部放電造成擊穿故障,而第二起產(chǎn)品由于采用冷縮工藝,該工藝存在擴(kuò)張缺陷及產(chǎn)品儲存期的問題,最終形成隱患。
4、改進(jìn)措施
針對以上問題,經(jīng)我局技術(shù)部門人員與供應(yīng)商溝通,要求供應(yīng)商進(jìn)行認(rèn)真檢查、完善生產(chǎn)、配套、技術(shù)交流、指導(dǎo)安裝各流程環(huán)節(jié),并進(jìn)行如下整改措施:
4.1 提高鋁屏蔽罩標(biāo)準(zhǔn)、提高精度,保證圓整度,無尖端毛刺。
4.2 改進(jìn)高壓半導(dǎo)體屏蔽的模具結(jié)構(gòu),消除人為因素帶來的隱患。
4.3 加強(qiáng)產(chǎn)品指導(dǎo)安裝人員技術(shù)力量支撐,安裝過程適當(dāng)增加電纜接頭一定的絕緣裕度。下圖為接頭改后的電場強(qiáng)度計算分析對比:
同時供應(yīng)商也作出承諾提高出廠試驗的標(biāo)準(zhǔn):“首先按照標(biāo)準(zhǔn)96kV局部放電試驗,然后160kV工頻電壓試驗,最后增加項:降至128kV檢查局部放電合格,方可出廠”,避免發(fā)生耐壓后損傷而未發(fā)現(xiàn)的情況。
5、結(jié)束語
2000年之前,110kV以上電纜附件幾乎是進(jìn)口產(chǎn)品一統(tǒng)天下,期間只有限的使用了個別終端及中間接頭的接地保護(hù)箱。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市建設(shè)的需要,在應(yīng)用的預(yù)制式、預(yù)制組裝式等電纜會采用進(jìn)口或合資企業(yè)產(chǎn)品、主要進(jìn)口部件配國內(nèi)配件等,目的是保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。國內(nèi)制造企業(yè)要積極改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù),努力提高產(chǎn)品質(zhì)量,國產(chǎn)電纜附件一定會在未來的電網(wǎng)建設(shè)中起著越來越大的作用。
德標(biāo)機(jī)械專業(yè)生產(chǎn)供應(yīng)電力產(chǎn)品(冷縮電纜附件)新型液態(tài)硅膠注型機(jī),設(shè)備具有一拖三功能,可以同時給3臺平板硫化機(jī)供料,簡單操作,按照需求設(shè)置相對應(yīng)的工藝參數(shù)即可實現(xiàn),工藝可遙控器控制,省時省力。電力行業(yè)客戶案例:國家電網(wǎng)丨永固集團(tuán)丨固力發(fā)集團(tuán)丨南瑞集團(tuán)丨寶雞高壓丨雙豐電力丨七星電力丨科德電氣︱等代表性企業(yè)。