一起10KV电缆可分离连接器烧损事故的分析及处理

一起10KV电缆可分离连接器烧损事故的分析及处理
作者：李笑歆
来源：《中国科技博览》2014年第29期
[摘要]本文针对西安铁路局西安至安康铁路线发生的一起10KV电缆可分离连接器烧损事故，进行了事故原因的分析以及此次事故的处理。

[关键词]可分离连接器电缆护层保护器着火事故
中图分类号：U269.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0238-01
西安至安康复线铁路为国家Ⅰ级干线铁路，线路北连陇海、南通四川，是进出川、渝、滇、黔的干道，是我国大西南的重要能源生命线之一。

西安至安康铁路（以下简称西康铁路），穿越中国南北分界线秦岭山脉，其中秦岭隧道长达18.4公里，隧道内设箱式变电站6台，分别为TM1～TM6。

主供隧道动力、照明、通风等线路。

2014年1月29日隧道箱变电缆可分离连接器发生烧损事故，进而烧损箱变1台其他设备若干，影响铁路正常运行。

一、事故概况
2014年1月29日17时58 分，西康线小峪配电所10KV自动闭塞电源线路（以下简称自闭线路）速断保护动作，同时小峪配电所自闭调压器跳闸，营镇配电所营镇至小峪自闭断路器备自投失败。

29日22：10分对营镇至小峪自闭线路进行巡视，发现秦岭隧道TM6箱变内小峪侧负荷开关操作面板被烧黑，电缆插拔头烧损；TM2箱变小峪侧负荷开关C相电缆插拔头烧损；TM3箱式变电站、低压柜、电缆插拔头等整体烧损；TM4箱变环网柜小峪侧B相电缆头烧损；TM5箱变完好。

经抢修，1月31日00：01，小峪配电所营镇至小峪自闭全线送电成功。

事故造成箱变烧损1台，电缆终端头烧损若干。

经调查分析，此次事故的主要原因为“箱变内电缆头选用“非绝缘直通型屏蔽型可分离连接器”，造成电缆的金属屏蔽层和电缆附件外屏蔽层的接地线在连接处放电，烧损电缆头”。

附图：
二、事故分析
1.定义
（1）可分离连接器：使电缆与其他设备连接或断开的完全绝缘的终端（GB/T 12706.4-2002第3.2条）.
与箱变连接的可分离连接器，俗称插拔式电缆终端头。

目前常用的可分离连接器分为直通型屏蔽型可分离连接器、绝缘型屏蔽型可分离连接器两种。

（2）直通型屏蔽型可分离连接器：外屏蔽层与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上连续的屏蔽型可分离连接器。

（3）绝缘型屏蔽型可分离连接器：外屏蔽层与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上断开的屏蔽型可分离连接器。

2.原因分析
（1）事故电缆接地方式及电缆头选型
西康铁路10KV自闭线路为全线电缆线路，为防止接触网大地回流长期通过电缆铠装及铜屏蔽造成电缆绝缘老化，寿命降低，因此对临近铁路营业线敷设的电缆终端头采取单端接地的运行方式。

此次发生故障的秦岭隧道内有6台箱变，箱变与箱变间电缆近3000米。

在电缆敷设时采取了箱变间电缆一端接地、一端悬浮的方式，电缆头采用直通型屏蔽型可分离连接器。

（2）电气损毁原因
事故当日，小峪配电所营小自闭速断保护动作，电缆芯线有短路电流通过，由于电缆芯线与电缆铠装、铜屏蔽等通过磁连接，构成近似变压器结构，因此在电缆芯线通过大电流时，电缆不接地一端的铠装及铜屏蔽产生较高感应电势。

由于直通型屏蔽型可分离连接器的外屏蔽层与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上是连续的，因此感应电势施加在直通型屏蔽型可分离连接器的电缆绝缘屏蔽、应力锥半导电部分、可分离连接器外屏蔽层上，构成等效电路。

回路电流汇集在直通型可分离连接器外屏蔽接地线连接处，最终在小峪配电所营小自闭速断跳闸、自重合启动、临所备自投、本所反复强送的情况下，造成可分离连接器接地孔泄露电流汇集部分发生烧毁，产生明火，进而烧损可分离连接器、配电柜、箱变等。

三、事故教训
1.在铁路电气化区段，长大电缆采取一端接地、一端悬浮的接地方式时，悬浮端必须采用绝缘型屏蔽型可分离连接器。

直通型屏蔽型可分离连接器只能用在直接接地端。

由于绝缘型屏蔽型可分离连接器的外屏蔽层与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上是断开的，即使故障时电缆铠装和铜屏蔽上产生高电动势，也不足以击穿绝缘，而造成接地孔电流汇集烧损，仅对电缆外护套的绝缘产生影响。

因此在铁路电气化区段采取一端接地、一端悬浮的接地方式时，悬浮端必须采用绝缘型屏蔽型可分离连接器。

2.铁路电气化区段，长大电缆采取一端接地、一端悬浮的接地方式时，悬浮一端应通过电缆护层保护器接地。

由于直通型屏蔽型可分离连接器的外屏蔽层要可靠接地，所以“直通型屏蔽型可分离连接器”不能配合安装电缆护层保护器，即该处的电缆金属护层要直接接地。

电缆护层保护器可以在“绝缘型屏蔽型可分离连接器”处安装。

近年来铁路供电系统敷设了距离较长的8.7/15kV交联聚乙烯绝缘电力电缆。

因为线路较长，如果采用传统的两端直接接地方式，将会在金属护层中通过较大的接触网回流，破坏电缆绝缘。

于是大量采用一端直接接地，另一端采用护层保护器接地的布置方式。

护层保护器一般采用无间隙金属氧化物保护器，相当于小的避雷器，当电缆铠装、铜屏蔽层感应电压超过50V 时，护层保护器瞬间导通，释放电流，达到运行安全的要求，保护人身设备安全。

本次西康铁路电缆事故，秦岭隧道6台箱变中TM5箱变因电缆终端采取一端接地、一端悬浮的接地方式，直接接地端采取接地线接地，悬浮一端通过电缆护层保护器接地。

因此
TM5箱变可分离连接器及其他电气设备均完好无损。

四、防范措施
1.认真组织排查分析。

对西康铁路长大电力电缆接地方式和电缆头安全隐患排查工作，编制详细排查计划，充分利用影像工具，认真分析电缆存在的安全隐患。

2.加强技术培训工作。

加强电缆技术培训工作，让职工明确直通型屏蔽型可分离连接器与绝缘型屏蔽型可分离连接器的具体区别。

防止因技术标准不掌握，造成排查不彻底遗留设备隐患。

3.及时组织隐患整治。

根据排查出来的安全隐患，结合电力检修工作，及时组织电缆隐患隐患整治工作。

4.提高电缆安装施工水平，特别是终端头、中间接头的制作水平，规范施工制作工艺，尤其要注意电缆终端头、中间接头施工中使用的材料、工艺、方法是否得当，细节是否符合规程要求，及环境对工作的影响等。

5.重视电缆设备的交接验收工作，尤其是当前铁路大规模建设中广泛使用长大电缆的情况，对验收中电缆接地方式存在的问题要引起足够的重视，保证图纸资料的齐全，电缆标识健全、正确，记录完整。

6.开展对重要电缆设备的红外测温工作，监测电缆终端头、中间接头和外护层的温度，及时发现隐患并处理。

7.加强对电缆火灾事故的防范。

对电缆沟、电缆夹层、电缆的接地、电缆的防护进行全面检查和专项治理，在电缆沟及电缆夹层、箱变内敷设温感、烟感报警装置并定期检查装置的可靠性，在适当地点增设专用灭火器。

在电缆夹层和中间接头井内安装灭火弹，并封堵两侧电缆沟。

8.在新建线路时，考虑电缆在线监测装置，运用状态检修理念对电力电缆实施在线监测，对电缆做健康判断、运行评估。

9.加强电缆专业全过程管理，满足电缆技术发展及专业管理的要求。

电缆相关的技术档案、图纸、规程制度要继续完善，工器具、仪器仪表要完善并好用。

对现场运行、检修人员加大电缆相关专业知识培训力度，工艺要求、规程标准要全面掌握，提高专业人员技能水平，重视电缆设备的安全运行。