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        聯(lián)絡(luò)電纜N線電流高造成發(fā)熱事故的原因分析

        2016-06-29 08:04:34孫書會耿慶魯戚龍軍德州實華化工有限公司山東德州253007
        中國氯堿 2016年3期

        孫書會,耿慶魯,戚龍軍(德州實華化工有限公司,山東德州253007)

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        聯(lián)絡(luò)電纜N線電流高造成發(fā)熱事故的原因分析

        孫書會,耿慶魯,戚龍軍
        (德州實華化工有限公司,山東德州253007)

        摘要:介紹了對于單芯電纜的施工要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并通過典型案例分析探討了危害。

        關(guān)鍵詞:電纜敷設(shè)方式;感應(yīng)電壓;單芯電纜;規(guī)范施工

        1 概述

        德州實華化工有限公司擁有30萬t/a離子膜燒堿和20萬t/a PVC的規(guī)模。熱電車間的自備電廠有2臺機(jī)組,裝機(jī)容量均為25 MW,1#、2#發(fā)電機(jī)廠用電380 V配電室2個,10 kV配電室1個,35 kV配電室1個,發(fā)電機(jī)發(fā)的電經(jīng)過升壓變后,由35 kV配電室輸出送到化工區(qū)使用。因380 V配電室為雙變壓器單母線分段連接,并且距離較遠(yuǎn),所以聯(lián)絡(luò)母線采用了3根VLV-3×185+1×95低壓電纜連接,見圖1。

        2 事故現(xiàn)象

        電氣人員在一次正常巡檢過程中發(fā)現(xiàn)2臺廠變之間聯(lián)絡(luò)電纜(三相四線制3×185+1×95共3根)N(零)線過熱。用紅外線測溫儀測得零線電纜接頭溫度為422℃,附近電纜外皮已有硬化發(fā)黑現(xiàn)象。用卡流表分別測得3根電纜的N線電流,I(AN)=435 A、I(BN)=433 A、I(CN)=434 A。如果3根N線電流直接相加,電流值達(dá)到1 302 A。此時,測得相電流分別為I(A)=667 A、I(B)=665 A、I(C)=662 A。用萬用表測得相電壓分別為U(A)=230 V、U(B)=230 V、U(C)=230 V。線電壓為U(AB)=398 V、U(BC)=398 V、U (AC)=398 V。

        圖1 380 V配電室電纜連接示意圖

        3 事故原因分析

        在三相電壓輸入平衡,三相電流有效值也幾乎相等情況下,零線電流大于相電流2倍左右。排除測量方法不當(dāng)、測量儀表誤差等外界因素后,N線電流如此之高肯定有其他原因。

        (1)如果負(fù)載回路出現(xiàn)單相對地虛接情況,有一定阻抗但又未完全擊穿造成過大電流或三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡導(dǎo)致零線電流過高,均應(yīng)表現(xiàn)為某相電流不平衡。

        (2)是否諧波引起零線電流過高。尤其3次諧波能夠給系統(tǒng)帶來較嚴(yán)重危害,零線電流較高造成過載甚至電纜短路著火、設(shè)備功率損耗增加、縮短設(shè)備壽命、接地保護(hù)功能誤動作;但公司無單項整流設(shè)備、變頻器使用也較少(只有16臺7.5kW變頻器)不可能產(chǎn)生大量諧波,可以排除因諧波引起零線電流較高。

        (3)針對聯(lián)絡(luò)線回路進(jìn)行檢查,考慮分析可能是感應(yīng)環(huán)流引起零線電流過高。

        在隨后的仔細(xì)檢查中發(fā)現(xiàn)有以下問題。

        (1)3根電纜每根的黃綠紅三相壓接在一起為一相,分別接入2段母線ABC三相母排,每根電纜的N線引出,接入2段母線段的N排,見圖2。

        圖2 電纜連接示意圖

        (2)生產(chǎn)運(yùn)行中的3#電除塵負(fù)載電流波動較大,達(dá)到200 A左右。通過測量發(fā)現(xiàn)三相電流平衡、相電壓平衡,可以排除三相負(fù)載不平衡原因造成N線電流過高。

        (3)檢測1#、2#變壓器N線電流值均較低,約為IN=12 A左右,與N線測得400 A以上電流不符。并且發(fā)現(xiàn)較高電流只在每根電纜N排區(qū)間內(nèi)測得,見圖3。進(jìn)一步檢測1#變壓器側(cè)N排(三根零線接點)左側(cè)電流為12 A、右側(cè)為3 A,兩根零線之間零排分別為435 A、434 A。檢測2#變壓器側(cè)N排情況與1#變壓器側(cè)一樣,檢測2臺變壓器零線分別為12 A、12 A。

        圖3 變壓器N線電流示意圖

        (4)通過上述現(xiàn)象可以確定該聯(lián)絡(luò)線電纜內(nèi)部出現(xiàn)了環(huán)流。環(huán)流的產(chǎn)生通過上述現(xiàn)象分析得出是聯(lián)絡(luò)線安裝接線方式不正確。

        (5)分析原因是因為2臺廠變之間380 V聯(lián)絡(luò)電纜采用了三相四線3×185+1×95低壓電纜共3根,正確接線應(yīng)該是每根電纜兩端的A、B、C、N相分別連接1#、2#變壓器聯(lián)絡(luò)開關(guān)后的A、B、C、N相,相電流即使在N線內(nèi)感應(yīng)出電流,由于A、B、C相三相相位互差120°,實際感應(yīng)電流值接近為0。

        (6)實際情況是安裝人員為了施工接線方便,每一根電纜作為一相,3根零線分別接在了零排上。由于這種接線方式三相電纜作為單相電纜使用,非品字形排列,會在空間中感應(yīng)出較強(qiáng)交變磁場,使每根電纜的零線感應(yīng)出一定電壓,每根電纜的線芯與零線的關(guān)系,可看作一個變壓器的初次級繞組。每根N線等效為二次側(cè)ABC且短接,感應(yīng)電流大小相等,在相位上互成120°形成環(huán)流。又由于零線線芯電阻很低,所以該環(huán)流電流很高,但因為其在相位上互成120°,所以在N排連接處相互抵消為0,影響不到相電壓及電流。

        4 事故處理過程

        通過以上的事故分析,了解了事故形成的原因,制定了事故處理的措施。為了保證生產(chǎn)的正常運(yùn)行,決定進(jìn)行不停車處理,首先,從聯(lián)絡(luò)線兩N排之間新增零線1根,然后,諸根斷開A、B、C三相電纜內(nèi)的零線。

        事故處理過程中,當(dāng)增加1根零線后,測得電流為20 A,A、B、C三相電纜內(nèi)的零線電流略有下降,分別為418 A、420 A、419 A。用剪線鉗剪斷A相零線測得B、C相電流分別為320 A、322 A;新增零線電流為80 A。用剪線鉗剪斷B相零線測得C相電流230 A;新增零線為160 A;變壓器零線80 A。用剪線鉗剪斷C相零線測得新增零線為2 A,變壓器零線7 A。至此,聯(lián)絡(luò)線電纜N線電流高故障排除。

        5 事故教訓(xùn)與經(jīng)驗

        事故處理后,測量三相N線線間電壓Un均為6 V左右。估算其視在功率約為每相N線S=UI=6× 430=2 580 VA,容量較小,對相線幾無影響。但W=I· RT計其發(fā)熱情況則不能忽略,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過95 mm3電纜的承載電流能力。如不及時處理,將會因為電纜絕緣損壞引起短路,造成大的停電事故。

        通過以上事故分析可發(fā)現(xiàn),單芯電纜(或三芯電纜作為單芯使用)時,應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范執(zhí)行,否則極易造生嚴(yán)重后果,尤其是在高壓系統(tǒng)中,出現(xiàn)問題會造成大面積停電事故;其次在施工中選用技能高責(zé)任心強(qiáng)的人員作業(yè),施工完畢進(jìn)行檢查確認(rèn),通過管理措施把問題遏止在萌芽狀態(tài)。

        Cause analysis of heat accident caused by the high current of N wire

        SUN Shu-hui,GENG Qing-lu,QI Long-jun
        (Dezhou Shihua Chemical Co.,Ltd.,Dezhou 253007,Chian)

        Abstract:This article introduced the construction of single core cable and the relevant standards,and through the company's typical case to analyze its harm,should be paid attention to.

        Key words:cable laying method;induction voltage;single-core cable;standard construction

        中圖分類號:TM922.3

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        文章編號:1009-1785(2016)03-0045-02

        收稿日期:2015-08-11

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