張輝

(上海大屯能源股份有限公司機電管理部,上海 221611)

礦區(qū)35KV電纜頭故障原因分析及預防措施

張輝

(上海大屯能源股份有限公司機電管理部,上海 221611)

本文作者對公司電網現(xiàn)狀進行簡介,總結得出目前引起礦井供電安全的最大因素是35KV電纜頭故障。對引起大屯電網供電安全的電纜頭故障進行總結分析,從實際工作角度出發(fā)找出了引起電纜頭故障的常見原因,分析出影響電纜頭制作質量的各種常見因素,從電纜頭的制作工藝、安裝工藝、環(huán)境因素等方面總結出預防電纜頭故障的方法及措施,對提高電纜頭的制作水平,延長電纜頭的使用壽命具有實用價值,提升了電網安全可靠性,具有推廣應用價值。

電纜頭 故障 分析與對策

1 概述

大屯礦區(qū)電網始建于上世紀70年代,經過40多年的發(fā)展建設,形成了以35KV電壓等級為骨架的供電系統(tǒng)。2004年開始,集團公司加大對電網的改造力度,將礦區(qū)35KV及以上電壓等級的裸導線全部更新,桿塔全部更新為鋼管塔或角鋼塔,實現(xiàn)了全線路避雷線,大大提升了電網的供電可靠性。隨著電網運行周期的增長,供電負荷的不斷增加,加上受環(huán)境限制,電纜頭的維護保養(yǎng)不及時,近幾年經常出現(xiàn)35KV電纜頭故障,造成電網大面積停電,35KV電纜頭故障先已成為威脅電網安全運行的主要原因,給礦井安全供電帶來很大壓力。

2 礦區(qū)35KV電纜頭故障統(tǒng)計

2007年開始,對電纜頭故障引起電網及礦井停電事故的電纜頭故障次數(shù)進行統(tǒng)計分析,具體見表1。

3 電纜頭故障原因分析

3.1 環(huán)境的影響

戶外裝在桿上的電纜端頭,常年受風、雨、雪、雷電的侵襲及溫度諸因素的影響,經多年運行后,使絕緣老化而損壞。桿上戶外電纜終端頭在電纜線路的首段。首先受到雷電過電壓的侵襲,當避雷器放電時,雷電流通過地線接地裝置流入大地,會在接地裝置的電阻上產生壓降,如果電纜接地裝置的電阻大于10Ω。產生的壓降較大,加上避雷器的殘壓,會加在電纜芯線至終端頭的絕緣體上,會使相線絕緣放電擊穿。

3.2 施工現(xiàn)場環(huán)境的影響

戶外電纜終端頭的制造,必須在天氣晴朗、空氣干燥,相對濕度在70%以下時進行,更不能在雨天、雪天進行,如果在空氣濕度大于70%的環(huán)境下制造,終端頭的配套材料和絕緣體表面都會附有水氣,冷縮管收縮后,管內部和電纜絕緣體表面凝結的水氣,在電場作用下就會產生樹枝劣化。運行中,在高溫和交流電場作用下逐步向電樹枝轉移, 內將降低冷縮管 界面絕緣強度形成內閃,直到絕緣擊穿造成故障。

3.3 制作工藝技術水平的影響

321電纜故障實物圖

342孔莊東風井電纜故障實物圖

表1 礦區(qū)35KV以上電纜頭故障統(tǒng)計分析及圖片

電纜頭制作工藝標準要求嚴格,它應由具有制造經驗技術較高的專職人員進行,否則將影響制作質量。

(1)剝切電纜的外護套,鎧裝層和內襯層、銅屏蔽、外半導層時,剝去和保留的尺寸不符合廠家要求,剝切時可能傷及絕緣體和線芯。(2)制作過程中填充膠、自粘帶、半導電帶等層數(shù)不夠;密封管和端子間有間隙時,沒有用密封膠密封好,會從此進潮氣、進水,降低了終端頭的絕緣水平。(3)電纜終端頭制造好后,沒有做諧振耐壓試驗,一些制造缺陷沒有被發(fā)現(xiàn)。

3.4 設計安裝不當?shù)挠绊?/h3>

桿上設計安裝的電纜頭,距桿和線路導線或刀閘接線點距離較近,接線后三相冷縮管嚴重彎曲受力,有的幾乎接近水平,使戶外終端起不到防雨作用,容易從冷縮指套處進水,但由于冷縮管嚴重彎曲受力,不能隨導線直徑變化而變化。長期彎曲可能使冷縮管變形產生裂紋,使冷縮管和絕緣體之間形成間隙,當間隙內存有水氣時,到了冬季溫度較低時,會在絕緣體和冷縮管內部表面凝結成冰層,這樣就降低了冷縮終端頭管內絕緣強度,在交流電場作用下形成內閃,致使絕緣擊穿放電。

4 電纜頭故障預防措施

4.1 加強電纜頭溫升的監(jiān)測

溫度升高是電纜頭故障的前兆,對預防電纜頭故障起關鍵性作用。對于戶外桿上電纜頭,通過肉眼不方便觀測溫升,也不方便采用測溫臘片,應采用紅外線溫度測試儀進行定期測量。變電站開關內的電纜頭,可采用測溫臘片測溫,通過 測溫臘片顏色的變化隨時掌握溫度情況。

4.2 提高電纜頭的制作工藝

電纜頭的制作工藝,制作水平的高低對預防電纜頭故障起決定性作用,能大大延長電纜頭的使用壽命。(1)購買信譽好,質量可靠的廠家生產的電纜頭。(2)制作過程中嚴格按照廠家說明書一步一步制作,不能省工減料。(3)應在溫度和濕度適宜的條件制作,不能在雨雪天氣,空氣濕度大的條件下制作。(4)加強對制作電纜頭職工的業(yè)務培訓,提高制作水平。(5)加大對故障電纜頭的考核力度,實行電纜頭制作掛牌制。

4.3 提高設計和安裝質量

電纜頭做好后安裝固定時,電纜分支不能多次被彎曲、扭轉。電纜頭與橫擔固定連接時,盡量順其自然,三相之間避免交叉,留有足夠的安全距離,不能使電纜頭承受過大的外力。從溝道引出地面的電纜在桿上敷設需穿鍍辟鋼管保護,鋼管頂部需要封堵。鋼管和電纜終端頭用角鋼支架和水泥桿固定,三相冷縮管之間夾角為15度左右,垂直伸出不得彎曲受力。對于三芯電纜,必須保持足夠的分相長度,同事三分相長度要測量準確,不能出現(xiàn)長短腿,否則斜扭著的電纜會產生扭轉力,長時間的機械應力可能導致電纜頭損壞。

4.4 建立定期巡視檢查制度

根據(jù)現(xiàn)場運行情況每1至3年停電檢查一次;室外電纜頭每月巡視一次,每年二月及十一月進行停電清掃檢查。電纜頭檢查的時候,主要檢查內容:絕緣套管應完整、清潔、無閃絡放電痕跡,附近無鳥巢; 聯(lián)接點接觸良好,無發(fā)熱現(xiàn)象;絕緣膠有無塌陷、軟化和積水;有無電裂;芯線、引線的相間及對地距離是否符合規(guī)定,接地線是否完好等。