馬元慶

[摘要]隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展,對于供、輸電系統(tǒng)的安全性能提出了更高的要求,越來越多的電力線路由明線改為埋地敷設(shè)電纜,而電纜在地下一旦發(fā)生故障,將嚴(yán)重影響人們的生活以及正常的生產(chǎn)秩序。如何迅速、準(zhǔn)確、及時地測出電纜故障,以最低的成本排除故障并快速恢復(fù)正常生產(chǎn)就成為當(dāng)今供電部門的一大難題。電纜的使用作為變電所在技改工程中的一個關(guān)鍵項目，一直受到專家和學(xué)者的重視。通過分析變電所在技改工程中控制電纜和電力電纜的分析，對其可能產(chǎn)生的故障進(jìn)行詳細(xì)的分析和總結(jié)，從而在選擇和使用上都能提高電纜的防護(hù)措施。

[關(guān)鍵詞]技改工程 電纜 防護(hù)措施

中圖分類號：TM2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0520018－02

眾所周知，在日常用電所涉及到的電纜包括很多種類，有控制電纜，電力電纜，通信電纜等等。由于控制系統(tǒng)與各控制系統(tǒng)或各執(zhí)行機構(gòu)之間使用了大量的控制電纜線，而且這些控制電纜線數(shù)量多，且外加屏蔽線，又都是以接口的形式連接，因此在處理設(shè)備故障時，很少會注意電纜線的問題，所以在控制電纜線出現(xiàn)問題而引起設(shè)備故障時，常使設(shè)備電氣維修人員在處理該故障時走很多的彎路，造成一些不必要的損失。另外，在電網(wǎng)中為了提高供電可靠率，必須增加變電所的出線回路數(shù)。要解決線路走廊與城市規(guī)劃之間的矛盾，有利于美化城市并與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。在中、低壓配網(wǎng)中已大量采用電力電纜供電，在一些高新技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)已見不到架空線，全部采用

電纜供電。電力電纜萬一發(fā)生故障就不像架空線方式發(fā)生故障后那么容易發(fā)現(xiàn)故障點。

一、電纜的故障分析

（一）控制電纜的故障分析

變電站的信號監(jiān)測、儀表顯示、繼電保護(hù)、控制和操作回路、報警等均采用控制電纜連接?？刂齐娎|投入運行后，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行敷設(shè)的電纜之間都存在電氣干擾的問題，引起電氣干擾的主要原因有：（1）由于外施電壓在線芯間電容耦合的作用下產(chǎn)生的靜電干擾；（2）由于通電電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)干擾。另外，控制電纜投入運行后，同一電纜的不同線芯之間，緊鄰平行的高低壓電纜之間，由于靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)，都會存在著相互干擾的問題，當(dāng)鄰近存在著高壓區(qū)，大電流干擾源時，干擾更為嚴(yán)重。

（二）電力電纜的故障分析

電力電纜發(fā)生故障的主要原因為：外力破壞、市政建設(shè)時野蠻施工；電力電纜施工時沒有嚴(yán)格按工藝要求而留下的隱患；電纜老化便絕緣性能降低；大氣過電壓、操作過電壓等。電力電纜的故障按其性質(zhì)可分為：開路故障、低阻故障、高阻故障、閃絡(luò)故障和封閉故障。按故障的狀態(tài)可分為：接地故障、短路故障、斷線故障、混合故障。按故障的類別可分為：單相故障、兩相故障、三相故障等。電力電纜故障的探測一般要經(jīng)過診斷、測距、定點三個步驟。首先要確定電力電纜故障的性質(zhì)、狀態(tài)、類別和故障的嚴(yán)重程度，以確定選擇故障的探測方法，達(dá)到修復(fù)恢復(fù)供電之目的。

二、電纜的防護(hù)措施

電纜出現(xiàn)故障后，必須做好一切可能的措施，比如在選擇和使用上，或者用正確的方法進(jìn)行判斷解決故障的發(fā)生。

（一）控制電纜的選擇和使用

1．選擇。（1）根據(jù)控制電纜的工作對象和運行環(huán)境合理選擇相應(yīng)的種類型號；（2）為了減少控制電纜的根數(shù)和投資費用，應(yīng)盡量選擇多芯控制電纜；（3）測量表計電流回路，控制電纜的纜芯截面積不應(yīng)小于2.5mm2；（4）繼電保護(hù)電流回路，控制電纜的纜芯截面積不應(yīng)小于2.5mm2，但當(dāng)電流互感器一次側(cè)發(fā)生故障時，應(yīng)不超過允許負(fù)荷的10%；（5）測量及保護(hù)的電壓回路，控制電纜的纜芯最小截面積為1.5mm2，但應(yīng)保證電壓互感器最大負(fù)荷時，電壓回路的電壓降小于3%；（6）控制及信號回路，控制電纜的纜芯截面積不應(yīng)小于1.5mm2，為了保證斷路器可靠工作，在操作回路處于最大負(fù)荷時，接至各設(shè)備處的電壓降不允許超10%；（7）重要的繼電保護(hù)回路、操作斷路器的直流電源、計算機監(jiān)控回路、消防、報警、應(yīng)急照明等場所，應(yīng)選用阻燃型控制電纜；（8）強電回路中的控制電纜，由于強電的信號較強，因此除了位于超高壓電氣裝置附近或與高壓電纜平行敷設(shè)距離較長，需抑制干擾的情況下，均可選擇不帶金屬屏蔽的控制電纜。

2．使用。（1）接到不同配電裝置的回路，不宜合用一根控制電纜；（2）同一配電裝置的電壓回路、電流回路、控制回路和斷路器合閘回路，應(yīng)采用各自獨立的控制電纜；（3）同一根控制電纜，應(yīng)避免接至控制屏上兩側(cè)的端子排；（4）強電信號控制回路和弱電信號控制回路，不能合用一根控制電纜；（5）交流斷路器采用分相操作方式時的各相控制回路，不宜合用一根控制電纜；（6）高電平信號回路和低電平信號回路，不能合用一根控制電纜；（7）對弱電回路的往返導(dǎo)線，應(yīng)合用一根控制電纜，以減小低電平的參數(shù)干擾影響；（8）弱電回路的控制電纜如果能與電力電纜保持足夠的距離，或敷設(shè)在鋼管中，可能會使外部的電氣干擾降低到允許的限度；（9）對計算機監(jiān)測信號回路的開關(guān)量信號，可用總屏蔽，高電平模擬信號，宜用對絞線芯總屏蔽，必要時也可用對絞線芯分屏蔽，低電平模擬信號或脈沖信號，宜用對絞線芯的分屏蔽，必要時也可采用含對絞線芯分屏蔽的復(fù)合總屏蔽；（10）為了保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)正常工作，計算機監(jiān)控系統(tǒng)的模擬信號回路的控制電纜屏蔽后，宜采用集中式一點接地；（11）其他控制電纜屏蔽層，當(dāng)電磁感應(yīng)干擾較大時，采用一點接地；（12）雙重屏蔽或復(fù)合式總屏蔽的內(nèi)屏蔽層宜采用一點接地，而外屏蔽層則宜采用兩點接地。

（二）電力電纜的故障定點

電力電纜故障點的距離測定之后，便要對地面開挖并對電力電纜的故障進(jìn)行修復(fù)。電力電纜往往是數(shù)根電纜并排敷設(shè)或設(shè)置于電纜溝內(nèi)，還應(yīng)區(qū)分出哪根是發(fā)生故障的電纜，即使對電力電纜故障點測距也只能判斷出故障點的大概范圍。因此，需用儀器對電力電纜故障點準(zhǔn)確定點，一般電力電纜故障點的定點可采用聲磁法或音頻感應(yīng)法。

1．聲磁法。使用脈沖高壓使電力電纜故障點擊穿放電，利用電纜故障間隙放電時產(chǎn)生機械聲音對發(fā)生高阻故障和閃絡(luò)故障的電力電纜定點。由于電力電纜故障的狀態(tài)和類別不一、故障損傷的程度也不一樣、且電纜埋深或是否穿管等因素都會反映到放電聲音的大小，即使在故障點附近能聽到放電聲仍很難準(zhǔn)確定點。聲磁法是根據(jù)聲音信號與磁場信號傳播速度不一的原理，利用儀器探頭撿出聲音信號和磁場信號的時間差來確定準(zhǔn)確的故障點。聲音在電力電纜周圍介質(zhì)中傳播速度大約為500m/s左右，而磁場信號傳播速度幾乎接近于光速30萬km/s，從故障點至儀器探頭之間磁場信號傳播的時間可以忽略不計，以磁場信號觸發(fā)后開始記錄聲音信號，所以根據(jù)檢出的聲音信號至儀器探頭之間傳播時間的長短可以作為判斷電力電纜故障點的遠(yuǎn)近，檢測聲音傳播時間最短地點即為故障點。

2．音頻感應(yīng)法。對于電力電纜的短路故障，由于無放電聲而不能采用聲磁法，只能采用音頻感應(yīng)法對故障點進(jìn)行準(zhǔn)確定點。音頻感應(yīng)法用音頻信號發(fā)生器在電力電纜短路相芯線間通上音頻電流。電力電纜會發(fā)出電磁波。在電力電纜故障點附近的地面上用探頭（電感式線圈）沿被測電力電纜走向接收電磁場變化的信號，將信號放大后送入耳機或指示儀表檢測信號的變化情況，直至信號消失。在電力電纜故障點音頻信號最強。

三、對火災(zāi)的重點防護(hù)

電纜著火延燃的同時，往往伴隨產(chǎn)生大量的有毒煙氣，因此撲救困難，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，損失嚴(yán)重。因此，針對電纜防火阻燃的教訓(xùn)和存在的問題，結(jié)合變電所電纜防火的特點，按照有關(guān)規(guī)范要求，應(yīng)該從電纜的設(shè)計、施工和消防管理三方面入手，制訂防火措施：

1．合理選擇電纜。由于聚氯乙烯電纜在著火燃燒后會產(chǎn)生大量的黑煙并生成氯化氫等強腐蝕氣體，而變電所所用的電纜要求在燃燒時應(yīng)當(dāng)完全不產(chǎn)生鹵化氫氣體，因此選用電纜的護(hù)套材料及其它輔助組成材料時必須全部采用無鹵材料。電纜終端頭及中間接頭應(yīng)絕緣良好、密封、防潮，并有防止機械損傷的保護(hù)措施。電纜終端頭的絕緣套管應(yīng)完整清潔；絕緣膠應(yīng)無塌陷、軟化現(xiàn)象，電纜終端頭應(yīng)無漏油；鉛包及封鉛應(yīng)無龜裂現(xiàn)象。對電纜頭附近電纜刷防火涂料，高溫處應(yīng)選用耐熱電纜。

2．遠(yuǎn)離熱源和火源。電纜在電纜溝和隧道內(nèi)敷設(shè)時，線路路徑要短，且盡量避免與其它管線、管道交叉，防止形成大面積火災(zāi)，其最小允許距離見表1。

當(dāng)現(xiàn)場實際距離小于表中數(shù)值，應(yīng)在解禁或交叉前后一段一米處采取保護(hù)措施。在電纜布線室、配電室等可燃物多的易燃易爆場所，不應(yīng)架設(shè)明敷電纜。

3．對電纜進(jìn)行防火阻燃封堵處理。對局部間隙處用無機防火堵料及塑性防火堵料進(jìn)行封堵。在匯合口、拐彎處及穿墻處用防火枕形成防火墻。

4．防止其他設(shè)備，火引瀚電纜可引燃電纜著火的有充油電器設(shè)備和輸煤、制粉系統(tǒng)、汽油機系統(tǒng)。對他們必須采取相應(yīng)措施：充由電器設(shè)備附近的電纜溝蓋板要密封，紡織設(shè)備故障失火時油流到電纜溝里引燃電纜。輸煤、制粉系統(tǒng)附近電纜上的積粉要定期清掃，防止煤粉自然引燃電纜。制粉系統(tǒng)的防暴門對著的電纜要有防火槽盒包裝，防止防爆門動作噴火引燃電纜。

5．用封、堵、涂、包等措施防止電纜延嫩防火涂料具有涂層薄、不影響正常散熱，同時能起到良好的隔熱阻燃效果等特點，但也存在很多缺陷。包括對防火涂料品種選用不當(dāng)，市場旬在假冒偽劣產(chǎn)品；實際應(yīng)用中使用效果不佳，噴吐材料便面存在起皮脫落、涂層厚度不均、偷工減料現(xiàn)象等。

四、結(jié)束語

電纜的安全對于變電所技改工程的順利進(jìn)行的重要性不言而喻，在實際操作中，還會遇到其他電纜關(guān)于防護(hù)措施的問題，比如通信電纜，這里由于篇幅原因，不多做討論。另外，隨著科技的發(fā)展，越來越多的電纜應(yīng)用到實際工程中，一方面存在各種安全隱患，另一方面也是逐步改進(jìn)原有的電纜所存在的問題，比如目前國外對防火電纜多年的使用經(jīng)驗，以及國際標(biāo)準(zhǔn)與北美標(biāo)準(zhǔn)在電纜火災(zāi)實驗中的進(jìn)一步結(jié)合，同時考察近幾年國內(nèi)外多起火災(zāi)案例，非防火型通信電纜在火災(zāi)中成為火焰?zhèn)鬏斆浇榈氖聦崳ㄗh在易燃的區(qū)域（如建筑物內(nèi)隱蔽空間：天花板上，高架地板下等），及人群密集的區(qū)域布放CMP等級阻燃電纜或光纜，并可以不敷設(shè)金屬線管保護(hù)。這種電纜就采用了氟塑料樹脂F(xiàn)EP作為絕緣及護(hù)套材料，稱為難燃材料，因此具有很寬的溫度范圍（-70℃～260℃）。在遇到火災(zāi)時，具有非常出色的耐火特性，對生命安全及環(huán)境提供了較高級別的保護(hù)。在大樓豎井內(nèi)布放主干電纜或光纜，或水平電纜有跨樓層布放時，應(yīng)至少采用CMR豎井級（滿足UL1666標(biāo)準(zhǔn)）阻燃電纜；相鄰的設(shè)備間應(yīng)采用阻燃型配線設(shè)備。對于非易燃區(qū)域或人群稀疏的區(qū)域，穿金屬線槽的電纜或光纜可采用普通CM等級（滿足UL1581標(biāo)準(zhǔn)）的電纜或采用低煙、低毒電纜。

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