天津市电力公司城西供电分公司、天津市高压供电公司对于陕西省榆林供电局水磨河110kV变电站叁水一、叁水二的户外电缆终端头在运行中发生多次击穿的现象进行了分析总结。
⑴故障线路状况
2002年，陕西省榆林供电局110kV水磨河变电站安装了美国的G&W电缆终端头。其中，叁水一、叁水二1#塔至2#塔为同塔并架，全长120m，叁水一8#塔至水磨河变电站全长110m，均采用一端直接接地另一端保护接地的方式。在运行一年多以后连续发生击穿故障。其中包括2003年1月22日叁水一1#塔B相故障、2004年1月8日叁水二1#塔A相故障、2004年2月8日叁水一1#塔B相故障、2004年2月17日叁水二2#塔A相故障等。另外，江苏省南京供电局雨花变电站、山西省太原供电局河西变电站等国内其它一些地区安装的这种类型户外终端头也频繁发生击穿故障。
⑵故障情况
①金属应力锥中间偏下部位有1个20mm左右的击穿孔洞，与电缆绝缘相对位置同样是20mm左右。导电棒平面到半导电断口的长度为1559±3mm，到故障点为1490mm，半导电断口上返至故障点中心的长度为70mm；导电棒平面到半导电管端口的长度为1508mm，外半导电管上部端口至故障中心位置的长度为18mm。
②故障现场有黑色的油渍，底部的法兰断裂成数块，而且个别终端头上部的金属顶盖发生断裂。
③事故后解剖观察，电缆上的VDG带有涨裂的断痕。
④事故后解剖观察，尾管本身与电缆护层无固定，造成电缆蠕性变大。
⑤将未发生故障的终端头解剖，发现与夏季不同，在冬季零下十几摄氏度时，聚丁烯油成“果冻状”。
⑶故障特点
他们仔细分析了陕西省榆林供电局水磨河110kV变电站所发生的几起美国G&W110kV户外终端头击穿故障，同时也对比江苏省南京供电局雨花变电站和山西省太原供电局河西变电站所发生的故障，发现这些故障存在共同的特点：
①故障发生在同一位置。
②故障发生时的气候条件均相同，都是岁末年初的严冬季节，温差比较大。
⑷故障分析
鉴于美国G&W110kV终端头的附件在厂内就已经装好应力控制装置，并且已经注入聚丁烯油并带有油压，所以安装时只需根据当地的气候温度通过油压表放油调压对终端头内的压力进行调节，方便快捷。其应力控制部分结构如下：
①应力控制材料为铝合金外涂环氧，由3只铝合金螺栓固定在终端底板上。应力控制锥的孔径为79.4mm。
②2只半导电管由特殊橡胶制成，内半导电管长229mm，厚度为1mm；外半导电管长127mm，厚度为1mm。
③VDG带为特殊布带，是一种辅助绝缘带材料
④终端油采用美国AMOCO公司生产的聚丁烯油，并且终端头在厂内就已经注入终端油并带油压。
美国G&W户外终端头的金属应力锥的孔径为79.4mm（3.125"），VDG带缠绕在电缆上的最大直径为75.4mm，最小直径为73.8mm。如果保证VDG带缠绕在电缆上的直径正好为最大直径75.4mm，那么金属应力控制锥孔内表面与VDG带之间就存在2mm间隙，而这个间隙靠注入聚丁烯油来填满，并且利用油压来保证结合界面的压强。同时，半导电管、VDG带与电缆主绝缘又形成1个结合界面。由于交联电缆的主绝缘尺寸不可避免存在制造误差，导致半导电管、VDG带与电缆主绝缘结合界面的压强得不到保证。而且，终端头内的聚丁烯油在天气寒冷的情况下成为“果冻状”而失去油压，由于电缆本体和VDG带的膨胀系数不同，在电缆运行过程中，随着温度以及负荷的变化，一旦温差达到一定程度时半导电管、VDG带与主绝缘界面因为热胀冷缩而形成一种呼吸效应，间隙中的气体分子游离，气隙首先发生局部放电，分解后放出气体、扩大气隙，并产生离子撞击，游离放电过程向绝缘外表面发展严重时会有水分。在交流电压下，因为其介电系数小而承受较大的电压降，使其绝缘水平下降，很容易引发结合界面沿面放电而造成击穿场强集中，时间长久就会破环电缆终端本体和附件部分，带来“千里之堤，毁于蚁穴”的严重后果。
美国G&W110kV户外终端头附件是采用参数型应力控制和几何型应力控制方式的结合，而没有很好的考虑气候的因素，导致电缆附件的故障频繁出现。
⑸结论
近几年来，由于地球气候的变化，各地区气温相对异常，所以在使用电缆附件时首先要考虑附件的选型，使其适合本地区的具体情况，才能够保证供电的可靠性。 （李剑峰）