高压电缆终端局部放电案例分析
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高压电缆终端局部放电案例分析
目录
C
N
O T E
1 2
背景
检测案例
3
故障原因分析
N S
4
结语
T
背景
什么是电缆终端？
电缆终端是用以将电缆导体和相关电气设备连 接的电缆附件，安装于电缆末端。电缆终端作 为电缆与电气设备关键的连接设备，应具有良
好的密封性和绝缘性，应满足在长期带电运行
下良好的连接特性和电气绝缘特性，能经受在 电气系统中的过电压等。
注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式金属: 10dB
依据《新疆电力公司输变电设备带电检测试验规程》对比以上测 试数据可以看出，开关柜后下柜存在较大幅 值的局部放电信号， 开关柜后下柜与金属的的相对差值为 6dB，在合格范围内。
检测案例 案例经过
根据柜内结构判断开关柜后下部为电缆出线，有可能是电缆出线与铝排连接处 螺栓松动引起局部放电。停电检查，发现 B 相出线电缆绝缘表层出现裂口，如 图 1，B 相电缆在安装过程中受到机械损伤致使电缆外护套破损，对电缆进行 绝缘电阻测试，三相绝缘电阻均合格，B 相电缆交流耐压试验不合格。进一步 对电缆头进行解体后发现电缆半导电层施工工艺不符合要求，未按要求将接地 线焊接在铜屏蔽层上，如图 2。
对更换后的 10kV 电缆头进行各项试验，数据合格，处理后如图3。送电后对开关柜进行了 局部放电检测，检测数据合格，如表 3。
检测案例 案例经过
图 3 电缆处理后
检测案例
从上面的分析可以发现电缆终端发生故障的主要
原因时电缆终端的制作工艺存在问题，是一起典
型的因制作工艺不到位引起的事故，因此在制作 电缆终端 时应严格把握电缆的切剥尺寸，保证
检测案例 案例经过
国网110kV某变电站10kV开关柜，型号XGN2-12，生产日期为2012 年08月12 日，投运日期为2012年12月25 日。2016 年03月21日检测人员用暂态地电压和 超声波局部放电检测仪在对该变电站10kV开关柜例行带电检测时发现开关柜后下
柜存在局部放电信号，复测结果显示该局部放电信号依然存在。停电检查，发现
4
主绝缘表面处理不好
常见故障
安装工艺粗糙导致受潮放电
常见故障
中间头受潮产生沿面爬电缺陷
常见故障
电缆内、外半导电管端口不整齐有突起，且端部未缠绕半导电带形成坡口，外屏蔽层剥离不整齐，有突起。
常见故障
1
铜屏蔽断口处理不好
在处理铜屏蔽层断口时应用 PVC 胶带或小恒力弹簧将铜屏蔽层定位并固定，沿
PVC 胶带或小恒力弹簧定位位置使用刀具压出印痕，但不得将铜带切断，以免损伤 内部结构。然后沿印痕将铜带均匀撕断，撕断铜带过程中不得伤及外半导电屏蔽层 和绝缘层；铜屏蔽断口处要保证平滑整齐，外形应为均匀的圆周，不得存在缺口及 尖角，不允许铜带尖角刺入外半导电层。
电缆出线的电缆头制作安装工艺不规范，导致外绝缘损坏引起局部放电。处理后 缺陷消除。
检测案例 案例经过
表1 开关柜名称 开关柜 超声波、暂态地电压局部放电检测数据 暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 前上 前中 前下 后上 后中 1 2 0 4 3 后下 6 超声波局部放电测试数据（dB） 后上 17 后中 3
电颗粒污染主绝缘表面。
结语
01 02 03
目前施工工艺和产品质量为电缆终端薄弱环节
不同类型设备故障原因差异较大，针对不同的电力设备，其运维策略 应有侧重
在制作过程中严格按照电缆终端的制作工艺对 电缆终端进行制作， 并经过试验合格后投入运 行。 电缆终端常见故障及防范处理电缆终端种 类、形式、规格较多，质量参差不齐，在施工 过程中 施工人员施工技术水平也各不相同，电
应力管与半导电屏蔽层处可以形成最少 20 mm
的有效搭接部分，防止因终端收缩时应力管与绝 缘屏蔽层脱离造成搭接面不足引起故障。
常见故障
3
半导电层环切工艺不好
要求用刀剥除外半导电层时，下刀 2/3 深，不能伤及电缆主绝缘层；半导 电层的切口处要整齐。不能存在尖角，切口处不能有刀痕。去除半导电层 时，应沿圆周方向撕去，半导电层去除完成后，应完全打磨去除电缆绝缘 表面上的刀痕。
常见故障
4
主绝缘表面处理不好
在主绝缘表面处理过程中，如果存在主绝缘层被划伤，或是主绝缘表面残留黑 色半导电颗粒，必须用绝缘砂布打磨净；处理过程应先用 120＃粗砂布打磨主 绝缘，再用 240＃细砂布打磨主绝缘，最后用砂布背面抛光主绝缘表面；在处 理过程中绝对不可以用打磨过半导电层或金属的砂布来打磨主绝缘，以避免导
背景 施工安装和产品质量是电缆终端故障发生的主要原因，占比84 %以上。每次电
缆终端故障发生总会造成相应电缆停电，随之带来的是造成大面积区域停电，由此 造成直接或间接经济损失不可估量。
电缆终端故障主要原因分布图
背景
电缆绝缘击穿
电缆终端是电力电缆的连接的关键部位，也是电力电缆线路中的最薄 弱的一个环节，是电力电缆故障的多发环节。为保障电缆线路零故障 安全运行，提高电缆线路的供电可靠性，总结电缆终端各类事故发生 的原因是十分有必要的。
缆终端运行方式和条件各异， 致使电缆终端发
生故障的原因也各不相同。
A
B
常见故障
机械损伤
安装时碰伤
运行时外力破坏
环境恶劣老化
在电缆终端的制作安装过程中，应配备电缆终端安装专用工具，严格控制电缆终 端防止受到机械损伤，杜绝盲目施工。
常见故障
施工工艺
1
铜屏蔽断口处理不好
2
接地线处理结合不紧密
3
半导电层环切工艺不好
常见故障
2
接地线处理结合不紧密
在处理三相终端分叉线接地线时，应用恒力弹簧将接地线进行固定，钢带铠 装应与铜 屏蔽分开接地，不得一点接地，两条接地线应错开一个角度。钢带 铠装接地后，在恒力弹簧与钢带铠装外绕包#23 绝缘胶带，使铜屏蔽与钢带 铠装接地部分保持 绝缘。此外，接地线 应被防水密封条紧密包裹，防止水分 沿接地线渗入内部。
图1
B 相电缆头上的裂口
图2
电缆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作工艺不佳
检测案例 案例经过
表3 开关柜名称
开关柜
超声波、暂态地电压局部放电检测数据
暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 超声波局部放 电测试数据（dB）
前上 前中 前下 后上 后中 后下 后上 后中
3
5
3
3
2
1
4
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注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式.金属: 10dB
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C
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背景
检测案例
3
故障原因分析
N S
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结语
T
背景
什么是电缆终端？
电缆终端是用以将电缆导体和相关电气设备连 接的电缆附件，安装于电缆末端。电缆终端作 为电缆与电气设备关键的连接设备，应具有良
好的密封性和绝缘性，应满足在长期带电运行
下良好的连接特性和电气绝缘特性，能经受在 电气系统中的过电压等。
注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式金属: 10dB
依据《新疆电力公司输变电设备带电检测试验规程》对比以上测 试数据可以看出，开关柜后下柜存在较大幅 值的局部放电信号， 开关柜后下柜与金属的的相对差值为 6dB，在合格范围内。
检测案例 案例经过
根据柜内结构判断开关柜后下部为电缆出线，有可能是电缆出线与铝排连接处 螺栓松动引起局部放电。停电检查，发现 B 相出线电缆绝缘表层出现裂口，如 图 1，B 相电缆在安装过程中受到机械损伤致使电缆外护套破损，对电缆进行 绝缘电阻测试，三相绝缘电阻均合格，B 相电缆交流耐压试验不合格。进一步 对电缆头进行解体后发现电缆半导电层施工工艺不符合要求，未按要求将接地 线焊接在铜屏蔽层上，如图 2。
对更换后的 10kV 电缆头进行各项试验，数据合格，处理后如图3。送电后对开关柜进行了 局部放电检测，检测数据合格，如表 3。
检测案例 案例经过
图 3 电缆处理后
检测案例
从上面的分析可以发现电缆终端发生故障的主要
原因时电缆终端的制作工艺存在问题，是一起典
型的因制作工艺不到位引起的事故，因此在制作 电缆终端 时应严格把握电缆的切剥尺寸，保证
检测案例 案例经过
国网110kV某变电站10kV开关柜，型号XGN2-12，生产日期为2012 年08月12 日，投运日期为2012年12月25 日。2016 年03月21日检测人员用暂态地电压和 超声波局部放电检测仪在对该变电站10kV开关柜例行带电检测时发现开关柜后下
柜存在局部放电信号，复测结果显示该局部放电信号依然存在。停电检查，发现
4
主绝缘表面处理不好
常见故障
安装工艺粗糙导致受潮放电
常见故障
中间头受潮产生沿面爬电缺陷
常见故障
电缆内、外半导电管端口不整齐有突起，且端部未缠绕半导电带形成坡口，外屏蔽层剥离不整齐，有突起。
常见故障
1
铜屏蔽断口处理不好
在处理铜屏蔽层断口时应用 PVC 胶带或小恒力弹簧将铜屏蔽层定位并固定，沿
PVC 胶带或小恒力弹簧定位位置使用刀具压出印痕，但不得将铜带切断，以免损伤 内部结构。然后沿印痕将铜带均匀撕断，撕断铜带过程中不得伤及外半导电屏蔽层 和绝缘层；铜屏蔽断口处要保证平滑整齐，外形应为均匀的圆周，不得存在缺口及 尖角，不允许铜带尖角刺入外半导电层。
电缆出线的电缆头制作安装工艺不规范，导致外绝缘损坏引起局部放电。处理后 缺陷消除。
检测案例 案例经过
表1 开关柜名称 开关柜 超声波、暂态地电压局部放电检测数据 暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 前上 前中 前下 后上 后中 1 2 0 4 3 后下 6 超声波局部放电测试数据（dB） 后上 17 后中 3
电颗粒污染主绝缘表面。
结语
01 02 03
目前施工工艺和产品质量为电缆终端薄弱环节
不同类型设备故障原因差异较大，针对不同的电力设备，其运维策略 应有侧重
在制作过程中严格按照电缆终端的制作工艺对 电缆终端进行制作， 并经过试验合格后投入运 行。 电缆终端常见故障及防范处理电缆终端种 类、形式、规格较多，质量参差不齐，在施工 过程中 施工人员施工技术水平也各不相同，电
应力管与半导电屏蔽层处可以形成最少 20 mm
的有效搭接部分，防止因终端收缩时应力管与绝 缘屏蔽层脱离造成搭接面不足引起故障。
常见故障
3
半导电层环切工艺不好
要求用刀剥除外半导电层时，下刀 2/3 深，不能伤及电缆主绝缘层；半导 电层的切口处要整齐。不能存在尖角，切口处不能有刀痕。去除半导电层 时，应沿圆周方向撕去，半导电层去除完成后，应完全打磨去除电缆绝缘 表面上的刀痕。
常见故障
4
主绝缘表面处理不好
在主绝缘表面处理过程中，如果存在主绝缘层被划伤，或是主绝缘表面残留黑 色半导电颗粒，必须用绝缘砂布打磨净；处理过程应先用 120＃粗砂布打磨主 绝缘，再用 240＃细砂布打磨主绝缘，最后用砂布背面抛光主绝缘表面；在处 理过程中绝对不可以用打磨过半导电层或金属的砂布来打磨主绝缘，以避免导
背景 施工安装和产品质量是电缆终端故障发生的主要原因，占比84 %以上。每次电
缆终端故障发生总会造成相应电缆停电，随之带来的是造成大面积区域停电，由此 造成直接或间接经济损失不可估量。
电缆终端故障主要原因分布图
背景
电缆绝缘击穿
电缆终端是电力电缆的连接的关键部位，也是电力电缆线路中的最薄 弱的一个环节，是电力电缆故障的多发环节。为保障电缆线路零故障 安全运行，提高电缆线路的供电可靠性，总结电缆终端各类事故发生 的原因是十分有必要的。
缆终端运行方式和条件各异， 致使电缆终端发
生故障的原因也各不相同。
A
B
常见故障
机械损伤
安装时碰伤
运行时外力破坏
环境恶劣老化
在电缆终端的制作安装过程中，应配备电缆终端安装专用工具，严格控制电缆终 端防止受到机械损伤，杜绝盲目施工。
常见故障
施工工艺
1
铜屏蔽断口处理不好
2
接地线处理结合不紧密
3
半导电层环切工艺不好
常见故障
2
接地线处理结合不紧密
在处理三相终端分叉线接地线时，应用恒力弹簧将接地线进行固定，钢带铠 装应与铜 屏蔽分开接地，不得一点接地，两条接地线应错开一个角度。钢带 铠装接地后，在恒力弹簧与钢带铠装外绕包#23 绝缘胶带，使铜屏蔽与钢带 铠装接地部分保持 绝缘。此外，接地线 应被防水密封条紧密包裹，防止水分 沿接地线渗入内部。
图1
B 相电缆头上的裂口
图2
电缆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作工艺不佳
检测案例 案例经过
表3 开关柜名称
开关柜
超声波、暂态地电压局部放电检测数据
暂态地电压测试数据(相对金属值) (dB) 超声波局部放 电测试数据（dB）
前上 前中 前下 后上 后中 后下 后上 后中
3
5
3
3
2
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4
3
注：超声波局部放电测试时采用 40kHz 非接触式模式.金属: 10dB