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        10 kV環(huán)網(wǎng)柜電纜終端典型故障案例分析

        2021-06-11 13:44:51謝紅燦胡首黃鳳兮黃惠之
        機(jī)電信息 2021年12期

        謝紅燦 胡首 黃鳳兮 黃惠之

        摘 要:對(duì)一起前期電纜肘頭制作工藝不規(guī)范,導(dǎo)致電纜主絕緣切痕過深從而降低絕緣性能,最終引發(fā)電纜肘頭擊穿向環(huán)網(wǎng)柜柜壁放電的事故進(jìn)行了詳細(xì)分析,說明了事件損失及影響情況,并提出了針對(duì)性的防范解決措施。

        關(guān)鍵詞:電纜終端;主絕緣;絕緣強(qiáng)度

        1? ? 事件前運(yùn)行工況

        10 kV周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310、320、302間隔為運(yùn)行狀態(tài),304間隔為冷備用狀態(tài)。周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310線路帶有公變1臺(tái),容量為315 MVA;專變1臺(tái),容量為200 MVA。302間隔帶有公變6臺(tái),共計(jì)容量為4.23 MVA;專變3臺(tái),共計(jì)容量為1.51 MVA。事件發(fā)生當(dāng)日天氣晴朗。

        2? ? 事件發(fā)生及處置情況

        2019-12-09T07:35,配電運(yùn)維班工作人員將10 kV周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310線路轉(zhuǎn)冷備用,打開#01環(huán)網(wǎng)柜柜門,聽到310間隔有明顯的放電聲響,且發(fā)現(xiàn)310間隔柜門沒有關(guān)緊,隨即工作人員向調(diào)度匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況。08:15,將周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310線路轉(zhuǎn)檢修時(shí),310間隔柜門直接彈出,倒向地面,工作人員發(fā)現(xiàn)該間隔C相肘頭應(yīng)力錐底部半導(dǎo)電粘帶破裂且下部絕緣管、旁邊柜壁有明顯放電燒黑痕跡。08:20,工作人員向調(diào)度匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)情況,并向調(diào)度申請(qǐng)緊急搶修工作。08:22,調(diào)度許可周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310間隔的緊急搶修工作。

        隨后配電運(yùn)維班進(jìn)行了上述環(huán)網(wǎng)柜檢修工作,更換310間隔三相肘頭。2019-12-09T14:32,檢修竣工,復(fù)電正常。

        3? ? 事件原因分析

        3.1? ? 設(shè)備參數(shù)

        周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜出廠時(shí)間為2009年9月,投運(yùn)時(shí)間為2009年11月。周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜主要參數(shù)如表1所示。

        3.2? ? 缺陷設(shè)備情況

        2019-12-09T11:15,對(duì)周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310間隔進(jìn)行進(jìn)一步檢查時(shí),發(fā)現(xiàn)該間隔C相肘頭應(yīng)力錐底部半導(dǎo)電粘帶破裂且下部絕緣管、旁邊柜壁有明顯放電燒黑痕跡,如圖1所示。

        從圖1可以看出,相較于A、B相應(yīng)力錐,C相應(yīng)力錐底部有明顯的外卷情況,進(jìn)一步將C相解頭,取下應(yīng)力錐時(shí)發(fā)現(xiàn)其底部外卷且前表面有明顯的放電傷痕,如圖2、圖3所示。

        從圖2可以看出,應(yīng)力錐前表面有明顯的傷痕及燒黑放電情況,于是進(jìn)一步將應(yīng)力錐解剖,如圖4所示,從圖中可以看出,應(yīng)力錐內(nèi)壁至半導(dǎo)電層已經(jīng)形成了明顯的放電通道,且半導(dǎo)電層已經(jīng)破裂。

        取下應(yīng)力錐后,發(fā)現(xiàn)電纜主絕緣外表面已燒黑,且有3條很深的縱向切痕,主絕緣表面光滑,沒有打磨痕跡,其中兩條切痕沿線已有明顯放電通道。主絕緣中間部位有明顯的橫向壓痕,主絕緣與半導(dǎo)電層的連接處沒有平滑過渡層。銅鼻子表面產(chǎn)生銅綠,且與電纜導(dǎo)體連接處有明顯拉弧產(chǎn)生的斑點(diǎn),電纜導(dǎo)體表面已氧化發(fā)黑。具體情況如圖5、圖6所示。

        進(jìn)一步將A、B相解頭,發(fā)現(xiàn)A、B相主絕緣同樣有較深的縱向切痕,且切痕已經(jīng)發(fā)黑,表面光滑沒有打磨痕跡,A、B相銅鼻子已產(chǎn)生銅綠,B相電纜導(dǎo)體已經(jīng)氧化發(fā)黑。具體情況如圖7所示。

        3.3? ? 設(shè)備缺陷分析與結(jié)論

        對(duì)A、B、C三相肘頭進(jìn)行解剖后發(fā)現(xiàn),銅鼻子均有銅綠產(chǎn)生,銅綠是銅與空氣中的水蒸氣、二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物,說明A、B、C三相肘頭密封性不好,且受潮嚴(yán)重。同時(shí)銅鼻子表面的銅綠會(huì)增大導(dǎo)體電阻,使肘頭發(fā)熱,而銅綠受熱會(huì)產(chǎn)生黑色的氧化銅,C相銅鼻子表面最黑,說明C相肘頭已經(jīng)嚴(yán)重發(fā)熱。

        三相電纜主絕緣均有施工過程中留下的明顯劃痕,C相主絕緣橫向壓痕最明顯。施工過程中沒有對(duì)這些痕跡進(jìn)行打磨處理,導(dǎo)致主絕緣受損,絕緣強(qiáng)度降低。

        由于粗放施工使C相肘頭應(yīng)力錐底部外卷,應(yīng)力錐底前部受損,使其安裝不到位,起不到均勻電場(chǎng)的作用。同時(shí)由于受潮、受熱,使水汽進(jìn)入縱向劃痕內(nèi)形成導(dǎo)電通道,最終擊穿應(yīng)力錐向環(huán)網(wǎng)柜柜壁放電。

        從上述分析可以得出,安裝施工粗放導(dǎo)致C相應(yīng)力錐安裝不到位,起不到均勻電場(chǎng)的作用。主絕緣切痕過深,沒有進(jìn)行打磨處理,降低其絕緣強(qiáng)度,最終擊穿應(yīng)力錐向環(huán)網(wǎng)柜柜壁放電。

        4? ? 事件損失及影響情況

        因周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310間隔設(shè)備異常,造成周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01環(huán)網(wǎng)柜310線路停電7 h,損失負(fù)荷0.565 MVA,損失電量3 955 kWh。根據(jù)10 kV以上輸變電設(shè)備跳閘、被迫停運(yùn)、非計(jì)劃?rùn)z修、停止備用,或設(shè)備異常造成限降負(fù)荷(輸送率)運(yùn)行條款描述,此次事件定為八級(jí)設(shè)備質(zhì)量事件。

        5? ? 事件暴露問題

        (1)施工人員施工粗放,責(zé)任感不強(qiáng),工藝質(zhì)量不合格,使C相應(yīng)力錐底部外卷,主絕緣切痕過深[1],絕緣強(qiáng)度降低,是導(dǎo)致此次缺陷的直接原因。

        (2)運(yùn)維人員驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán),在設(shè)備投運(yùn)前未對(duì)設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查[2],導(dǎo)致安裝工藝質(zhì)量不合格設(shè)備投入使用,影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

        6? ? 防止事件重復(fù)發(fā)生的對(duì)策

        通過上述分析,發(fā)現(xiàn)配電設(shè)備在安裝、運(yùn)行過程中存在以下幾個(gè)問題:

        (1)施工人員專業(yè)技術(shù)不過關(guān),存在電氣設(shè)備安裝質(zhì)量不高、工序不全等施工質(zhì)量問題[3]。

        (2)運(yùn)行維護(hù)人員把關(guān)不嚴(yán),對(duì)相關(guān)設(shè)備沒有嚴(yán)把竣工驗(yàn)收關(guān)口,導(dǎo)致安裝工藝質(zhì)量不合格設(shè)備投入電網(wǎng)。

        針對(duì)存在的問題,結(jié)合配電網(wǎng)運(yùn)維規(guī)程[4],提出以下防范措施:

        (1)加強(qiáng)相關(guān)配電設(shè)備施工隊(duì)伍人員技術(shù)培訓(xùn),明確配網(wǎng)典型設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)工藝,提高施工安裝工藝質(zhì)量[5]。

        (2)對(duì)配電設(shè)備檢修(施工)實(shí)施全過程把關(guān),嚴(yán)格控制竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié),杜絕重要工序執(zhí)行不到位、工序不全等不符合要求行為的發(fā)生。

        (3)落實(shí)考核制度,將配電設(shè)備檢修人員、把關(guān)驗(yàn)收人員名單隨竣工資料進(jìn)行存檔,實(shí)施設(shè)備全壽命管控,對(duì)發(fā)生問題的相關(guān)人員嚴(yán)格追責(zé)。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 楊雨薇,胡首.10 kV電纜中間接頭故障跳閘事件分析與處理[J].機(jī)電信息,2020(9):44-45.

        [2] 楊雨薇,王柯,胡首.10 kV開關(guān)柜局部異常放電事故分析與處理[J].機(jī)電信息,2020(15):22-23.

        [3] 周宣.一起10 kV交聯(lián)電纜終端頭爆炸事故分析[J].電力安全技術(shù),2015,17(11):26-30.

        [4] 配電網(wǎng)運(yùn)維規(guī)程:Q/GDW 1519—2014[S].

        [5] 張國(guó)慶,葛錦錦,汪詩(shī)經(jīng),等.配電網(wǎng)10 kV電纜終端頭故障原因分析及處理對(duì)策[J].安徽電力,2020,37(1):48-50.

        收稿日期:2021-02-26

        作者簡(jiǎn)介:謝紅燦(1969—),女,湖南衡陽(yáng)人,碩士研究生,副教授,研究方向:配電設(shè)備運(yùn)行與檢修、配電線路運(yùn)維。

        胡首(1988—),男,山西朔州人,技師,工程師,研究方向:配電自動(dòng)化、配電電纜運(yùn)維。

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