（重庆金维实业有限责任公司611930）
摘要：35kV单芯电缆头故障率较高，本文从原理、故障案例分析和防范措施方面进行了探讨，以防止蹦烧事故的发生。
关键词：单芯电缆；终端头；感应；发热；预防处理
引言
单芯电缆故障多数都发生在电缆终端头或中间头，因终端头内铜屏蔽截断处电场强度高，易放电发热。如电缆较长、电流较大，会在铜屏蔽层或铠装层产生较高的感应电压，致使终端头通过接地线与大地形成环流，在应力弹簧圈内产生较大的感应电流，造成电缆头内部发热，破坏绝缘、引发蹦烧事故。本文结合案例检测电缆终端头接地线感应电流，分析电缆头可能存在的隐患并进行处理，总结电缆头制作、预防性检测和试验的关键注意事项。
1单芯电缆结构和接地原理分析
1.135kV单芯电缆结构
单芯电缆结构如下图：
1.2单芯电缆的接地方式
单芯电缆的接地方式有多种，包括护层一端直接接地，另一端通过护层保护器接地；护层中点直接接地，两端屏蔽通过护层保护器接地；护层交叉互联；电缆换位，金属护套交叉互联（效果最好的接地方式）；护套两端接地，仅适用于极短电缆和小负载电缆线路。企业厂区内电缆不太长，为了施工和维护方便，一般采用护层一端直接接地，另一端通过护层保护器接地。
1.3高压电缆的接地原理分析
单芯电缆的线芯与金属屏蔽间存在电磁感应关系，当电缆线芯通过电流时就会有磁力线交链铝铠或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压，感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达危及人身安全的程度。当线路发生短路故障、发生操作过电压或雷电冲击时，屏蔽层会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。但此时，如果将铝铠护层或金属屏蔽层两端直接接地，则铝铠护层或金属屏蔽层将出现较大的环流，其值可达线芯电流的50%~95%，使铝铠或金属屏蔽层发热，既浪费大量电能，又降低电缆的载流量，并加速了电缆绝缘老化，因此单芯电缆不宜两端接地。
然而，当铝铠护层或金属屏蔽层有一端不接地后，会带来了一系列问题，当雷电流或过电压波沿线芯流动时，电缆铝铠或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压；在系统短路时，短路电流流经线芯时，电缆铝铠或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压。当电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的冲击而损坏时，将导致出现多点接地，形成环流。
因此，在采用一端互联接地时，必须采取措施限制护层上的过电压，安装时应根据线路的不同情况，按照经济合理的原则在铝铠或金属屏蔽层的一定位置，选择合适的连接和接地方式，并装设护层保护器，以防止电缆护层绝缘被击穿。
2典型案例分析
2.1现状简介
35kV线路-变压器组，变压器35kV高压侧采用内锥插拔方式，35kV变压器参数：25000kVA，35kV/6kV，412A/2291A。35kV侧运行负荷200A左右，环境温度30℃左右。
电缆型号ZRA-YJV26/35kV，1500米左右，采用下端护层直接接地，上端通过护层保护接地。巡检发现35kV变压器A相电缆终端头温度达50℃，比B、C相高15℃左右，重点监视，两个小时后终端头温度聚升到85℃，外观明显发热变色。
2.2检测分析数据
2.2.1变压器带电空载状态，用钳形电流表分别检测流过变压器插拔头和上方馈线电缆头接地线的感应电流均为34.5A。说明感应电流在电缆中间部位的铝铠、铜屏蔽和地相互之间没有短路点，判定短路点在馈线端电缆头内部。
2.2.2停电状态，对铝铠层和铜屏蔽层进行检测和分析，将电缆两端的铝铠接地线和铜屏蔽接地线悬空，用万用表在上方馈线端测铝铠和铜屏蔽间的电阻：
上述A相的铝铠-铜屏蔽间电阻为零，说明A相的铝铠和铜屏蔽间有金属短路点，导致铝铠通过铜屏蔽直接接地，相当于护层保护器被短接，与“下端护层直接接地，上端通过护层保护器接地”不相符。
2.3原因分析
2.3.1下方直接接地端，剥开外护套受热烧焦变黄的电缆头，内部受热，绝缘材料熔化，绝缘包扎材料受热熔化。
2.3.2上方通过护层保护器接地端，剖开上方馈线电缆头，发现施工不规范，做工粗糙，存在尖端毛刺，铝铠接地引出线和铜屏蔽接地引出线间的绝缘间距不够，绝缘包扎不规范。长期运行，正常的发热和绝缘老化就轻易导致了两根引出线在电缆头内部短路，导致了电缆两端的铝铠均直接接地，现象与上述的检测数据分析完全吻合，照片如下图：
2.3.3根源分析，由于施工不规范造成电缆两端铝铠直接接地，导致接地线感应电压和感应电流大。由于恒力弹簧有弱铁磁性，易在恒力弹簧圈上产生感应电动势并形成了较大的感应电流，长时间热量积累，温度逐渐升高，温度越高铁磁性越强，感应电动势和电流就越大，发热加剧，恶性循环，导致电缆头温度急剧上升，如不及时发现将最终破坏主绝缘，直至短路蹦烧。
2.3.4重新按照规范处理制作电缆头，试验合格后送电带载，检测感应电流降为了1.1A左右。由于电缆较长，此感应电流符合正常值，电缆发热异常问题消除。
3评估分析和处理
通过上述典型故障隐患案例举一反三，对厂区内所有35kV单芯电缆终端头接地感应电流进行检测评估，正常感应电流在2A以下，对8根感应电流超过10A的电缆头剖开检查，发现基本是类似问题并进行了处理。
其中，还发现有一根电缆头在施工制作时将铝铠和铜屏蔽的接地线交叉接反，造成铝铠护层直接接地、铜屏蔽通过护层保护器接地的严重错误。
4结论
电缆在运行过程中可能在桥架拐角处长期挤压受力，或其它原因破坏外护套绝缘，造成铠装护层多点接地；上述因施工质量缺陷，日积月累电缆头发热导致护层保护器短路直接接地；或施工粗心大意致使两根接地线交叉接错等等，都是直接危及单芯电缆安全运行的主要因素。
因此，第一是要严把电缆头制作规范性和质量关，严格检查确认和交接验收试验；第二是运行管理定期巡检，分别检测电缆两端接地线的感应电压、电流和电缆头温度，形成历史记录，以便分析；第三是根据预防性试验规程，用500V兆欧表定期测试铠装层、铜屏蔽间相互绝缘和对地绝缘，发现早期隐患，避免蹦烧事故的发生。
参考文献：
[1]DLT596-2009电力设备预防性试验规程
[2]GB50168-2006电缆线路施工及验收规范