王勇

（南京供電公司，江蘇南京210008）

隨著電網(wǎng)建設(shè)與改造不斷深入，近年來(lái)交聯(lián)電纜已廣泛應(yīng)用在架空線路改入地、新建變電站出線中。在滿足城市規(guī)劃要求的前提下，采用電纜線路可提高供電可靠性。但是由于在制造、安裝、運(yùn)行各環(huán)節(jié)上存在的種種問(wèn)題，電力電纜經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，可能會(huì)發(fā)生種種故障，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)此，應(yīng)采取有效的應(yīng)對(duì)措施和方法。本文對(duì)南京供電公司2008年10月發(fā)生的一起電纜終端爆炸事故進(jìn)行分析，根據(jù)事故原因提出了處理對(duì)策。

1 故障情況

南京供電公司110kV鐘光2號(hào)線是鐘山變至苜宿園、大光路變電站的饋供線路，電纜總長(zhǎng)度為5117m（其中鐘山變至苜蓿園變3148m，苜蓿園變至大光路變1969m），電纜型號(hào)為YJLW03-630mm2，終端為瓷套型，投運(yùn)日期為2002年11月。在日常巡視過(guò)程中，電纜終端外觀正常，根據(jù)周期性試驗(yàn)規(guī)定，于2006年對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了周期性試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格；在2008年夏季進(jìn)行的多次紅外測(cè)溫中，溫度正常。2008年10月23日9時(shí)16分，鐘山變鐘光2號(hào)線756開(kāi)關(guān)接地距離I段、方向零序I段保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合不成，故障電流5629A。后查為鐘山變內(nèi)鐘光2號(hào)線B相電纜終端爆炸，更換新終端經(jīng)耐壓試驗(yàn)合格后于25日恢復(fù)線路送電。

2 故障原因分析

2.1 終端結(jié)構(gòu)

此次爆炸的鐘光2號(hào)線電纜終端為預(yù)制型，內(nèi)絕緣為合成橡膠預(yù)制應(yīng)力錐，外絕緣是瓷套管，套管與應(yīng)力錐之間充滿硅油[1]，安裝時(shí)將預(yù)制應(yīng)力錐機(jī)械擴(kuò)張后套在電纜的絕緣上，依靠應(yīng)力錐材料自身的彈性保持應(yīng)力錐與電纜絕緣之間界面上的應(yīng)力和電氣強(qiáng)度[2]。110kV交聯(lián)電纜預(yù)制件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 110kV交聯(lián)電纜預(yù)制件型終端結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 終端解剖

為了確認(rèn)事故原因，對(duì)事故電纜終端進(jìn)行了解剖，在解剖過(guò)程發(fā)現(xiàn)：（1）應(yīng)力錐從上到下、從內(nèi)到外均完好，無(wú)放電痕跡，應(yīng)力錐外包帶完好；（2）電纜主絕緣有一擊穿孔，直徑約30mm，深達(dá)導(dǎo)電芯線，芯線導(dǎo)體有電弧燒的約25mm的洞；（3）電纜本體絕緣表面和終端應(yīng)力錐對(duì)應(yīng)的內(nèi)表面無(wú)放電痕跡；（4）終端頂蓋上有水漬及銹跡，頂蓋密封槽中的“O”型密封圈按下彈性回復(fù)后不能超出頂蓋平面。電纜終端主絕緣、頂蓋如圖2，3所示。

2.3 原因分析

根據(jù)解剖情況分析認(rèn)為，電纜終端密封措施有缺陷是導(dǎo)致事故的主要原因。由于頂蓋密封槽和“O”型密封圈配合存在問(wèn)題，導(dǎo)致潮氣進(jìn)入終端內(nèi)，使終端內(nèi)產(chǎn)生局部放電，當(dāng)放電達(dá)到某一絕緣薄弱且電場(chǎng)相對(duì)集中處時(shí)，該處的絕緣會(huì)逐漸劣化并最終在該位置形成絕緣擊穿。電纜主絕緣擊穿瞬間，電纜芯線和接地體間形成相對(duì)地短路，短路電流釋放的能量使電纜終端內(nèi)部壓力劇增，終端最終承受不了而爆炸。

3 應(yīng)對(duì)措施

經(jīng)將電纜終端解體分析確認(rèn)為廠家密封措施有缺陷后，與終端的生產(chǎn)廠家進(jìn)行了聯(lián)系溝通，確認(rèn)2001～2002年期間的產(chǎn)品存在此缺陷，并對(duì)仍在運(yùn)行的同種終端采取了防范措施，以確保線路的安全運(yùn)行。

（1）組織對(duì)8條運(yùn)行線路10個(gè)安裝地點(diǎn)的30個(gè)戶外終端進(jìn)行了停電開(kāi)蓋檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)了110kV熱化1號(hào)線10-6號(hào)塔有一相終端受潮，及時(shí)進(jìn)行了換油處理；

（2）更換“O”型密封圈材料，采用彈性較好的材料，加粗線徑，改進(jìn)安裝工藝，在頂蓋上加裝防雨帽。

“O”型密封圈、頂蓋安裝改進(jìn)如圖4，5所示。

圖2 電纜終端剖析—主絕緣圖

圖3 電纜終端剖析—頂蓋圖

圖4 “O”型密封圈改進(jìn)措施實(shí)施圖

圖5 頂蓋安裝改進(jìn)措施實(shí)施圖

同時(shí)在運(yùn)行中進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)電纜終端進(jìn)行紅外在線檢測(cè)，密切注意終端上下部及三相不同終端間存在的溫差。高壓電纜瓷套式終端一般使用硅油作為瓷套內(nèi)的填充物質(zhì)，硅油的主要作用是填充瓷套內(nèi)的空間，使應(yīng)力錐等重要部件浸泡在硅油中防止受潮。硅油中含有微量水分，在靜置的情況下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間硅油中的水分向下沉淀，而使終端下部硅油的介質(zhì)損耗加大，介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量使這一部位的溫度高于終端上部，因此通過(guò)紅外測(cè)溫是監(jiān)視電纜終端運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)異常的有效手段[3，4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

電纜系統(tǒng)是一個(gè)由電纜和附件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造以及電纜線路設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)此次故障的分析及處理，為保證電纜設(shè)備的安全運(yùn)行，要進(jìn)一步從以下幾方面做好工作：

（1）電纜和附件的設(shè)計(jì)、制造是保證安全的重要環(huán)節(jié)，從事運(yùn)行維護(hù)人員不僅要了解電纜線路的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行，也要了解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造；

（2）嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)施工前質(zhì)量檢驗(yàn)，雖然外觀檢驗(yàn)無(wú)法了解內(nèi)部絕緣情況，但也可發(fā)現(xiàn)不少問(wèn)題；

（3）提高安裝質(zhì)量，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。嚴(yán)格按照規(guī)范施工及驗(yàn)收是減少事故的重要途徑；

（4）加大在線檢測(cè)力度，根據(jù)實(shí)際情況采用或開(kāi)發(fā)相應(yīng)的在線檢測(cè)手段，做到提前、有效預(yù)防。

[1] 李宗佑，王佩龍.電力電纜施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2001.

[2] 江日洪.交聯(lián)聚乙烯電力電纜線路（第二版）[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[3] 韓伯鋒.電力電纜試驗(yàn)及檢測(cè)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[4] 羅真海，陸國(guó)俊，王曉兵，等.高壓電纜瓷套式終端發(fā)熱原因[J].高電壓技術(shù)，2007，33（11）：240-241，244.