光明风电场35kV电缆中间接头绝缘击穿事件分析与处理

摘要：针对光明风电场多起35kV电缆中间接头故障造成集电线路跳闸事件原因进行了详细的分析，均属同类型故障，取其中较为典型事件进行具体分析，介绍了事件发生的经过及其排查方法，找出了事件的根本原因，提出处理整改措施和要求。

关键词：风电场；集电线路；中间接头； 故障；分析；处理

0   引言

集电线路是风电场传输电能的重要组成部分，中间接头制作安装的是否规范，将影响到后期电缆稳定运行的质量。电缆深埋于地下一旦发生故障，造成发电量损失和经济损失，同时故障查找和处理均较为困难。

1 事件主要描述

2020年2月13日，光明风电场发生一起由电缆中间接头绝缘击穿事件，综合自动化系统后台报出“#1集电线路零序过流Ⅰ段动作”，线路所带#1--#8风电机组、箱变失电、通讯丢失。#1集电线路408断路器保护装置告警指示灯亮，装置显示零序过流Ⅰ段保护动作，保护动作时间2020年02月13日21时54分29秒，最大故障电流3.3A（一次值：330A），故障零序电流17.16A（一次值343.2A）。2020年5月8日，#3集电线路发生一起与上述情况一致的跳闸事件，保护动作时间2020年5月8日05时55分13秒，二次侧最大故障电流29.31A（一次值：2931A），故障零序电流14.77A（一次值：295.4A）。

2 跳闸原因分析

根据故障录波图情况显示，2020年2月13日，21时54分29秒443.1毫秒，#1集电线路三相电流正常均为10A左右，21时54分29秒449.2毫秒，发生放电现象，35kVⅡ段母线B相电压幅值开始降低至55.26V（一次值：19.34kV）且还有下降趋势，单相接地，非故障相电压将升高，非故障相A相电压幅值升高至62.685V（一次值：21.93kV）且还有升高趋势，C相电压正常60.98V（一次值：21.343kV），21时54分29秒458.3毫秒，#1集电线路B相电流出现升高至2.91A（一次值：291A），最终放电击穿，导致集电线路断路器跳闸。初步分析，电压降低，电流升高为同一相，初步判断故障相为B相，出现非金属接地。

3中间接头绝缘击穿原因分析

检查拆解升压站至#8箱变电缆中间接头，电缆中间接头的电缆连接套管压接不紧，用手拧，有明显松动，剥开另外两相同样有松动情况，且紧贴电缆冷缩头绝缘层严重碳化，电缆主绝缘层也明显出现发黄情况，判断电缆中间连接套管材质非纯铝且硬度较大，套管压接不紧，导致电缆发热，使绝缘层碳化，绝缘降低、最终击穿。电缆接头压接不紧的情况不排除连接铝套管材料是否匹配问题和施工工艺问题。

4根据问题采用相应的措施

4.1 电缆头附件的制作需要充分地对风电场的特殊要求进行考虑

电缆附件的电场强度是十分高的，电缆外屏蔽断口处电场应力非常集中，场强极大。需要采用先进的应力锥结构，也就是将导电材料制作成光滑弯曲的喇叭口形状，利用导电硅橡胶，使得电力线能够均匀地分布在应力锥表面的原理对电场应力进行处理；应该设计增大爬距的终端防污结构，对常年大风沙条件下终端主绝缘的爬距和密封等因素进行考虑，在主绝缘上增加爬裙从而对各类恶劣环境的影响进行应对。

4.2环境对电缆头制作质量的影响

根据国家标准 GB50168－1992《电缆线路施工及验收规范》第6.1.3条规定：“制作塑料绝缘电力电缆终端与接头时，应防止尘埃、杂物落入绝缘内。严禁在雾或雨中施工”。如果在制作中不注意环境因素的影响，电缆头绝缘中就会由于进入尘埃、杂质等形成气隙，并在强电场下发生局部放电，继而发展为绝缘击穿，造成电缆头击穿的故障。如果在潮湿的环境中制作，则电缆容易受潮而使得整体绝缘水平下降，另外也容易进入潮气形成气隙而出现局部放电。

冻土层冻融变化复杂地区，土层对电缆和电缆头机械拉力大。每天早晚温差大，电缆热胀冷缩，低温环境热缩头弹性减低，绝缘易被破坏。环境恶劣施工不便，高寒缺氧，操作不便，施工质量降低。部分地区紫外辐射强度大，绝缘易老化。

结语

集电线路故障查找，应先根据天气情况、运行操作、现场工作和保护动作等情况综合分析，初步判断故障点，再逐一排查故障。风电场在建设期要加强对集电线路建设的管理，加强对施工单位的监督，如有已经运行的风电场出现类似情况，应尽快与施工单位协调沟通，在风速较小的情况下，进行更换电缆中间接头，否则此类故障将会连续性爆发故障，耗时、耗人、耗力、耗财。本文以地埋电缆为例，论述了故障前的分析，故障排查的过程，并总结了风电场工程建设期电缆施工的预防措施和注意事项，希望能为风电场工程建设提供帮助，提高风电场运行的稳定性。

参考文献：

[1]孟秀俊.于成龙.风电场集电线路故障分析与处理 科技经济导刊 2016.27期.

[2]赵忠民.王武.风电场35kV电缆头击穿分析及需要注意的问题.

作者简介：

万文彬（1998年），男，主要从事风电场一线运维工作。