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关键词:电力电缆;异常与事故;处理
中图分类号:F407文献标识码: A
前言
电缆是指由导线绞合而成的绳索状物体,不同组别导线间彼此绝缘,并围绕中心部位扭成,外面覆盖有一层绝缘层。电缆可以分为电力电缆、信号电缆、船用电缆、计算机电缆等多种类型,输电线路中的电缆属于电力电缆范畴。电力电缆的主要作用是电能和传输与分配,也是电力系统主干线中所必不可少重要部件。
一、电力电缆故障的原因
1、绝缘受潮
绝缘受潮一般表现为泄露电流增大,绝缘电阻降低。各种因素可导致电缆受潮,例如之前提到的受到机械损伤,但没有伤害到电缆本身只是破坏了电缆外部的保护层,但是在长期的外界影响下,没有保护层的严密保护电缆便会受潮。破坏外保护层的还有一些摩擦所致的损伤,虫类的啃食。就电缆本身问题而言,可能来自自身接头处密封效果差,自身抗腐蚀性能差等等。
2、机械损伤
这一类故障是一种十分常见的电力电缆故障,其所占的比重也是相当惊人的。所幸工作人员可以容易的识别其故障形式。导致原因有①直接外力破坏电缆。施工中产生的施工不当,人为强力造成。②自然现象造成的电缆损伤。来自大自然不可抗拒的力量,例如地震导致的强力拉扯,高温和极低温导致的电缆损坏等等。③地基下沉破坏电缆。一旦地基不能承受过大负重,出现下沉情况,则必然导致电缆的被动拉扯,从而严重受损。如果这些损伤没有直接破坏到电缆关键部位,或受伤程度不严重,则会在接下的几个月或者几年中才会形成真正的故障。
3、电缆及电缆附件质量
电缆及相关附件是两种重要的电缆材料,其质量问题对电力电缆的安全运行有直接影响。电缆及其附件、电缆三头的制作很容易出现质量问题,例如电缆会因为运输、贮藏时封闭不严而受潮;绝缘管制造粗糙,厚度不均,管内有气泡;不能准确剥切预制电缆的三头;设计制作者没有根据要求制造电缆接头。另外,电缆产品设计时材料选用不恰当、防水性差也会造成电缆质量问题。
4、绝缘的老化
由于长期工作,机械会产生大量的热量,绝缘层在其作用下很容易发生变化,物理性能减弱,逐渐老化。至于原因,首先是在选材上的失误,以致于在超负荷下长期使用所造成;其次是电缆离热源太近,附近的环境存在着某些物质,可能会与绝缘层发生一些不良化学反应。
5、过电压
过电压通常有两种形式,一是外部过电压,即大气过电压,从理论上来说,这种可能性很小,电缆几乎是不会因为遭到雷击而出现过电压的;二是内部过电压,主要是电缆内部出现问题所致,所以,当电缆内部的缺陷较为严重时,极有可能被过电压激发,引起电缆线的绝缘击穿。
二、电力电缆的异常与事故的处理
1、认真管理电力电缆运行环境和自身质量
供电公司(或委托的外部施工企业)在敷设电缆管线时要先考察周围的环境。如果环境中存在腐蚀因素或者其他容易造成故障的因素,就应该尽量避开。另外,还要详细勘察环境中的地质污染情况,在不同条件的地质环境中需做好相应的防污染准备措施。例如要慎重选择在化工厂、地下水污染区的通道建设。电缆的类型也要参照电网运行环境来选择,重视电缆的质量,不能让电缆被环境破坏腐蚀。电缆的主芯横截面需承载得了线路的运行负荷,不能让电缆超负荷或者过电压运行。供电公司要大力宣传电网保护知识,在电力电缆运行的周围设置电缆标识,防止电缆被人为破坏,如在醒目位置设置警示牌,警告不要触碰、攀爬变压力;禁止损坏电缆;严厉打击盗卖和破坏电缆设施的行为,营造良好的电缆安全运行环境。
2、抓好施工质量
线包疲劳、龟裂、胀裂往往带来电缆故障,原因是电缆品质不良。这可以通过加强敷设前对电缆的检查;如电缆安装质量或环境条件很差,安装时局部电缆受到多次弯曲,弯曲半径过小,终端头、中间头发热导致附近电缆段过热,周围电缆密集不易散热等,这要通过抓好施工质量得以解决。
3、做好工程验收
故障中常见户外终端头浸水,这是因施工不良,绝缘胶未灌满,致终端头浸水,最终发生爆炸。因此要严格执行施工工艺规程,认真验收;加强检查和及时维修。终端头漏油,破坏了密封结构,使电缆端部浸渍剂流失干枯,热阻增加,绝缘加速老化,易吸收潮气,造成热击穿。发现终端头渗漏油时应加强巡视,严重时应停电重做。
4、强化电缆线路及通道隐患排查治理。
一是认真贯彻《国家电网公司电缆通道管理规范》(国家电网生[2010]637号),重点加强电缆通道巡视和电缆沟道整治,清理电缆通道上方的违章建筑物及堆积物;及时更换丢失、破损的电缆沟(井)盖板。二是完善电缆沟道防火、通风、排水、照明、弱电隔离措施;完善电缆及通道标示、中间接头标示。三是合理调整沟道内电缆间距,及时清理沟内的杂物。四是有条件的地区加装电缆运行状态实时监测系统,开设入侵、温度异常、气体异常等特殊状态的自动短信报警平台,提高电缆通道运行维护的智能化水平。
5、严格把好电缆本体及附件的入口关
一是加强电缆到货检验力度,严格入网管理。针对目前中低压电缆设备入网管理相对薄弱,入网产品质量参差不齐的现状,进一步加强电缆设备的产品监造和抽检管理,并重点落实好电缆产品的到货检验环节,防止不良供货商在中间抽检时蒙混过关,以劣质产品供货的情况发生,并加强对供货商的管理和评估,在做好送检的基础上,自行开展电缆切片、截面、直阻、绝缘层厚度、外观等检测。二是针对故障频发的电缆中间头和终端头,建议提高技术标准,在设计选型阶段就采用认知度高的合资和进口品牌,并由生产厂家专业的制作人员包安装,并要求承诺质量和售后服务。
6、测量绝缘电阻
测量1KV以下的电力电缆应采用1000V兆欧表进行测量;测量1KV及以上的电力电缆应采用2500 V兆欧表进行测量。对护层有绝缘要求的电缆,应用500V兆欧表测量护层的绝缘电阻和警报系统的绝缘电阻。对于三芯电力电缆,当测量一根芯的绝缘电阻时,应将其余二芯和电缆外皮一起接地。测量运行中的电缆时,为保证安全和测量的准确性,应对电缆进行充分放电后,先拆除被测电缆的一切对外联线,并用清洁干燥的布擦净电缆头方可测量。测量完毕,应先断开火线再停止摇动,以免电容电流对兆欧表反充电而损坏。测量完毕后对被测电力电缆进行放电,以防止电击事故的发生。运行中的电缆,其绝缘电阻应从各次试验数值的变化规律及相同的相互比较来加以综合判断,从中发现绝缘存在的缺陷。连续两次测量相差不得超过30%,如果超出这个值,则应对电力电缆作直流耐压试验。
7、加强日常维护
加强电力电缆的日常维护,工作人员要加强对电力电缆设备的日常巡视,定期维护标识牌和电缆护栏,定期检查电缆接头的温度,了解电力电缆的运行状况。另外,要加强和市政部门的沟通交流,避免在城市建设过程中的打桩、挖掘等工作,破换电力电缆。
结束语
电力电缆线路的安全运行,事关人民群众日常生活以及国家经济建设的进行,因此确保其正常运行至关重要,要能够及时发现故障,做出准确的判断,迅速及时的排查故障,确保线路的安全运行。
参考文献
[1]吕文超.10kV电力电缆施工故障分析及防范措施[J].机电信息,2012,27:51-52.
关键词:火力发电厂;电缆线路;施工
中图分类号:TM6 文献标识码:A 文章编号:
1 电缆管的配制及敷设
(1)穿线钢管严禁使用电焊或火焊切割,应用砂轮切割机成批下料,下料前材料应先进行平直、校正,下料结束后,检查保护管的管口应光滑且无毛刺,并进行打磨。
(2)电缆保护管的弯曲一般可用电动液压弯管机冷弯,加工为弯管后不应有裂纹和明显的凹瘪现象。弯曲部分的截面应呈圆形,其弯曲程度不宜大于管径的 10%,电缆管的弯曲半径必须大于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。
(3)电缆管不应有穿孔、裂缝和显著的凹凸不平,内壁应光滑,金属电缆管不应有腐蚀现象,硬质塑料管不应用在温度过高或过低的场所,在易受损伤的地方和受力较大处直埋时,应采用足够强度的管材。
(4)电缆埋管应尽量与土建同步进行,并列敷设的电缆管管口应排列整齐一致。相同管径的管子应排列在一起,楼板混凝土中预埋在一起的钢管,其弯曲半径应一致,明敷电缆管不宜将电缆管直接焊接在支架上,应用 U 型卡子等方式固定,固定点间距应均匀。
(5)敷设电缆管应横平竖直,固定牢固,电缆管支持点间的距离当设计无规定时,不宜超过 3 m,当管的直线长度超过 30 m时须加装伸缩节。
(6)电缆管宜采用镀锌水煤气管,电缆并排敷设时,应考虑软管接头安装时的距离,金属电缆管的连接采用螺纹接头。
(7)电缆管与主接地网良好连接,在埋设前要验收签证。
(8)敷设电缆之前,电缆管管口应进行临时封堵防止异物堵
塞。
2 电缆桥架与支架的安装
(1)施工前根据图纸设计要求,熟悉现场并确认桥架及支架走向与机务管道及其他设备安装无交叉及碰撞。
(2)根据现场量取的数据和图纸设计对所用支架材料进行下料,下料误差小于 5 mm,制作好的金属电缆支架必须进行防腐处理。
(3)根据图纸设计的电缆桥架及支架安装方式进行安装,桥架及支架走向左右偏差及垂直度、水平度应满足设计要求。
(4)梯架在每个桥架托臂上的固定应牢固,梯架间的连接板螺栓应齐全紧固,螺母位于梯架外侧,便于安装调整,防止螺母划伤电缆。
(5)支吊架防腐处理后,根据图纸设计选择相应型号梯架进行安装。支吊架、托架的组合安装要吊线,确保安装后的托架平整、牢固,安装时应保证桥架走向美观。
(6)电缆桥架分段整体组装后要进行调整、固定。每层桥架要平直,且外层桥架侧面上、下要在同一水平面上,桥架与支吊架垂直。
(7)电缆桥架切口应打磨光滑,无毛刺,对切口和焊接处先刷防锈漆,再进行防腐处理。
(8)沿电缆支架全厂应敷设接地,长距离电缆桥架每隔 30~50m距离接地一次。
(9)在电缆夹层中布置的电缆托架应留出消防通道,便于电
缆敷设及检修。
3 电缆敷设
(1)电缆敷设前,首先检查核对电缆桥架是否畅通、齐全、牢固,油漆是否完整,电缆管是否畅通并穿上引线,清除敷设路径上的垃圾和杂物。电缆在施放前必须进行绝缘电阻测量、直流耐压及泄漏电流测量、充油电缆的绝缘油试验。根据图纸和电缆清册将路径相同的电缆作同一次敷设,在电缆隧道、沟道内、竖井上下、电缆夹层及电缆转弯处挂上电缆敷设断面图。
(2)在敷设过程中,每根电缆都要进行绑扎,第一层电缆要绑扎在托架横撑上,后敷设的电缆绑扎在以前的电缆上,紧密排列,分层敷设,以免出现敷设混乱影响整体效果。
(3)电缆进入盘孔时,上进线与下进线都应在盘台上部或下部加装电缆固定支架。支架采用镀锌角钢,焊口处刷银粉漆,支架距离盘柜的距离应一致并能满足电缆的弯曲半径。在固定支架上排列电缆时,将电缆按清在盘柜的左右一次性排列整齐。
(4)电力电缆和控制电缆应分层敷设,一般情况下图纸设计自上到下依次为:10(6)kV 电力电缆、380 V 电力电缆、220 V 电力电缆、控制电缆、通信电缆。
(5)施工安排时集中成批进行,有利于电缆统一排列,避免零星敷设造成交叉混乱。电缆敷设要逐根进行,做到边敷设边整理,并最终整理固定。应做到:前一根电缆达不到质量要求时不进行下一根电缆的敷设;每天完工后进行检查验收,达不到质量要求时,不进行第二天的电缆敷设;出现严重交叉时,改变电缆路径,可以增加长度来减少交叉;电缆敷设时应消除电缆的内部应力,解除其扭曲现象后才允许敷设。
(6)电缆进入设备的弧度一致,从一个设备进线孔进入电缆的弧度与其中最大电缆的弧度一致,并绑扎成排。若交叉不可避免时,进行成排电缆的交叉,不应有少量的几根电缆来回交叉,且每一处交叉点只允许交叉一次。当交叉点在人的视线之上,采用少量电缆在上,多数电缆在下的方法交叉;当交叉点在人的视线之下,采用少量电缆在下,多数电缆在上的方法进行交叉。
(7)电缆在桥架上的固定:水平段每间隔 2 m 进行一次绑扎。每个拐弯处两端都应绑扎。垂直敷设或者超过 45°角的电缆敷设每间隔 1 m 绑扎一次。电缆有扭曲的地方应予以校正并缩小绑扎的间隔,着重绑扎。电缆中间接头两端应进行绑扎。
(8)电缆接头的制作应按照随成套接头器材提供的制作使用说明书执行。
(9)电缆标牌形状、颜色、标准内容、绑扎材料和绑扎位置,以及芯线号头的材料、规格、标准内容和方法做到整齐划一。清晰明显,颜色耐久,美观大方。电缆牌采用电脑打牌机进行打印,打印机打印的电缆牌字体、字号应一致。电缆牌上包括以下具体内容:电缆编号、型号、起止点。电缆的始终、电缆竖井进出口、电缆转弯处宜挂电缆牌。绑扎方法不能影响查阅电缆牌,电缆牌应统一朝向人的视线方向,标高保持一致,电缆牌统一绑扎在电缆进出盘柜、电缆竖井进出口 100 mm 处,电缆转弯处统一绑扎在电缆弯曲中心,书写顺序为由上向下书写。
(10)电缆敷设区域的温度不应高于电缆的允许长期工作温度,一般塑料电缆不能敷设在温度高于 65℃的地方。沟内、隧道内敷设发的电缆与热力管道或热力设备的最小净距:平行时为 2m,交叉时为 0.5 m。严禁在油管道下部平行敷设电缆或从油管道口处下方通过。电缆敷设应避开人孔、起吊孔、防爆门、安全门及观察孔等。
4 电缆二次接线
(1)电缆头上部线芯完全散开、拉直,注意不要损伤线芯和屏蔽线(层)。
(2)电缆头采用热缩工艺制作,热缩管长度可统一规定为60mm。
(3)电缆头上部 10 mm 处用绑扎带进行第一道绑扎,按线芯所对应的接线端子位置,每隔 100 mm 左右绑扎一次,当线芯距绑扎位置间隔较大时,线芯引出位置应单独进行绑扎。
(4)盘柜内的电缆及电缆线芯应尽可能利用原有线槽走线,线槽数量不足时,应加装线槽,线槽内的电缆线芯也应绑扎。
(5)端子头标号应采用电子打号机打印,号头长度按 30 mm制作,端子头打印顺序由左向右,套入线芯时号头文字不得倒置,垂直端子排为从左至右,水平端子排为自上而下。
结语:
目前,国内火力发电厂厂用电气设备较多、电动机电压等级也不一致,一般来讲,发电厂锅炉辅机及其电气设备、汽机间电气设备、输煤系统电气设备、除尘除灰电气设备、化学水处理系统电气设备、供水系统电气设备、脱硫脱硝系统电气设备等均要采用电力电缆进行输送电能。
参考文献:
关键词:电力电缆施工;电力系统;供电企业;供电质量;电缆埋设 文献标识码:A
中图分类号:TM246 文章编号:1009-2374(2016)02-0116-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.056
电力作为国民生产的基础建设项目,对我国经济的发展起着至关重要的保障作用。电力系统网络随着经济发展及城市化水平的提高已经形成了较为固定、复杂的网络,且不同时期的电力系统建设水平不同,对电力管理及维护形成了较大的阻碍。其中,施工环节的技术及管理缺陷是造成后期电缆事故的关键。因此,必须对电力电缆施工的发展现状以及常见问题进行总结和分析,并通过相关技术制定有效的防范策略,为人们的生活安全与保障以及社会的正常运作奠定基础及提供保障。
1 电力电缆施工中的常用技术分析
要提高供电质量,首先应从电力电缆的施工环节着手,其中在电缆施工过程中所涉及的专业技术是分析电缆施工质量的重中之重。笔者根据有关资料以及自身的工作经验,将电力电缆施工过程中所涉及的技术环节主要分为电缆沟挖掘技术及电缆敷设技术两方面,具体如下:
1.1 电缆沟挖掘技术分析
在电力电缆施工过程中,电缆沟的挖掘是电缆埋设的基础环节。电缆沟挖掘的规模、精度、牢固性、防水性、适应性等对电缆后期工作性能具有基础保障作用。因此,必须着重关注电缆沟挖掘技术的科学性以及合理性。笔者从实践经验出发,对电缆沟挖掘技术进行如下总结:
首先,设计环节作为电缆沟挖掘技术的首要步骤,需要以电缆沟挖掘的环境以及施工要求为基础,进行地质以及环境、气候等方面因素的详细勘察。在环境以及地质评估报告的基础上进行电缆沟挖掘的具体设计,保证挖掘的有关数据符合实际需求;其次,电缆沟的挖掘通常容易遇地下已有电力电缆或其他网络,易发生交叉重叠现象,对挖掘造成一定的障碍和困难,因此在进行电缆沟挖掘前应对城市的既有电缆埋设情况进行彻底调查,尽可能避免与既有电缆发生冲突,防止电缆施工事故的发生。另外,在确保电缆沟挖掘环境以及电缆网络情况后,应进行电缆沟的具体挖掘方案研讨,并制定出最终方案,其中挖掘方案的内容应包含电缆沟的高、宽、深等精确数据,并以所需埋设的电缆数量为基础进行合理设计,保证电缆埋设规模的质量与安全。
此外,在电缆沟挖掘的各个细节步骤中,为提高电缆埋设的安全防护效能,应在电缆沟中铺设细沙等软质土;在完成电缆埋设工作后,再次进行细沙埋设,通过软质土体对电缆进行实体保护。在电缆沟挖掘的过程中,还应十分注意控制电缆沟挖掘深度以及电缆与地表的距离差;既要保证电缆与地表有一定的安全间隔,又要为后期的维修与防护提供保障;一般情况下,非地表的电缆沟挖掘应保证电缆与地表的距离在1.3m以上,并在复杂的建筑地下构件环境中加以钢管防护;地表的电缆沟挖掘应保证电缆与地表的距离在0.8m以上。总之,只有提高电缆沟的挖掘合理性,才能为电缆施工质量提供安全保障。
1.2 电缆敷设技术分析
电缆敷设即将相应数量的电缆以一定的技术进行铺设,建立起安全、合理、有效的电力系统。在进行电力电缆敷设的过程中,首先要保证电力电缆的质量以及完整性,防止电缆在运输过程中或外力破坏下发生弯曲、缆线破损等情况,以高质量确保电缆敷设的有效性;其次,尽可能减轻电缆缆线与支架、地面等部分的麻擦程度,避免过度损耗破坏电缆性能。另外,在电缆敷设的施工过程中,可采用专业的电缆盘支架进行电缆防护,保证电缆在安全的固定架构内运行;在电缆敷设时,应尽可能避免缆线之间发生不规律交错的现象,保证缆线敷设的整齐度是提高缆线运行效率与管理的基础。此外,应根据实际的敷设情况安装滚轮,保证电缆线在直线或拐弯的线段减少损耗。在完成电缆敷设施工环节后,应进行电缆施工标记工作,以便于后期维修与管理。
2 目前电力电缆施工中的常见问题
电力电缆施工过程中,存在着许多潜在或外在的相关问题,这些问题均可对施工质量及施工效率产生不同程度的不良影响,不仅可造成电缆安全性的大幅度下降,同时也将对相关人员的生命安全及财产安全造成一定威胁,需引起足够的重视。因此,对于电力电缆施工中常见的问题,不仅应做到切实评估,同时还应根据评估结果提出相应的解决方案,以确保电缆安全性的进一步提升。
2.1 电力电缆施工中的常见问题总结
电力电缆敷设过程中的常见问题大致可分为以下三点:(1)断线故障;(2)高电阻短路故障;(3)低电阻短路故障。配电网运行过程中常见的问题为闪络故障。在电力电缆施工过程中,上述相关的常见问题均可对电力电缆的运行安全产生严重的威胁,因此,在电缆出现问题的情况下,应对电缆的故障原因进行细致的勘察,做到具体问题具体分析。
2.2 电力电缆施工中常见问题的诱发因素分析
2.2.1 电缆本身质量。在导致电缆出现故障的相关因素中,电缆本身的质量问题占据了较大比重。部分电缆生产商为盲目追求更高的利益,对于电缆的质量控制工作并未做到严格要求,导致许多劣质的电缆流入市场,造成电力电缆的施工质量随之受到影响。另外,施工方在进行电缆选择时,并未对其质量问题引起足够的重视,导致电缆在应用的过程中出现一系列相关的质量问题。
2.2.2 电缆施工质量。在电力电缆的施工过程中,时常存在着一系列不规范施工行为,例如施工过程中并未对施工技术、施工行为进行严格的检查或存在相关的野蛮施工现象,导致电缆在与地面摩擦的过程中,保护层出现破损,进而导致故障的发生,对施工的质量产生了不同程度的恶性影响。
2.2.3 外界损坏。在电缆自身质量与施工质量并未出现问题的情况下,如受到一定的外力损坏,同样可使电缆产生相应的故障,如电缆区并未设置相关标识、施工人员未按照规定随意开工动土等。
3 电力电缆施工中常见问题的防范策略
为针对电力电缆施工过程中存在的常见问题进行防范,从根本上提高电力电缆施工的安全性,特针对上述几点电力电缆施工过程中的常见问题,提出了关于如何对上述问题进行防范的相关策略,现概括如下:
3.1 从施工材料着手杜绝电力电缆的质量问题
在电力电缆的施工过程中,对电缆线进行科学合理的选取是一个重要的步骤,同时也是一项不容忽视的施工内容。因此,在进行电缆线的选择过程中,应当坚持遵循从实际出发的原则,对实际施工情况进行详细考查后,与实际施工需求相结合来进行电缆线的选择,以对电缆线的科学性及安全性形成足够的保障。进行电缆线的选择时,首先应当对供货商的信誉问题进行充分考虑,以信誉良好及缆线质量具有一定保障的商家为优选,并与其建立长期稳定的合作关系,为日后施工作业的开展提供相应的便利条件;其次,还应对电缆的型号、长度等相关因素进行结合考量,对施工现场的实际情况做出准确评估,并根据评估结果进行电缆型号、长度等因素的确定;最后,温度对电缆的影响也是一项引起足够重视的因素,在进行电缆选择时,为对其稳定性形成牢固的保障,应在实际所需的长度基础上,选择长度相对更长的缆线。
3.2 做好电缆敷设的环境准备工作
在进行电缆铺设之前,需对其作业环境准备工作引起足够的重视。一方面,应当由施工人员对施工现场的地形、地貌、纹理等环境问题进行实地勘察,尤其是土质的检测方面,需予以重点考量,并根据实地勘察的结果进行具体施工方案的确定。如检测结果显示施工现场的土质呈偏酸性或偏碱性,则意味着埋入地下的电缆线保护层将可能受到腐蚀而产生损坏,在缆线外露的情况,将直接导致各种故障问题随之出现,造成电缆安全性的大幅度下降;另一方面,在进行电缆敷设的过程中,需注意谨慎施工,避免以蛮力进行施工,以对电缆的安全性形成保障。
3.3 提高电力电缆施工质量的监察水平
电力电缆施工的质量监察水平是保障电缆施工质量的前提,在电缆质量没有得到良好管理与控制的情况下,便难以最大化地发挥电缆的作用,造成其应用价值的大幅度下降。因此,对于电力电缆施工质量的监察水平需引起足够的重视。首先,应当从施工监管的角度出发,采取相应的措施对相关施工人员进行有效的技术培训与技能考核,使施工人员的职业素养的施工技能可有效提高至一个新的层面,由此确保电缆施工质量的大幅度提升;其次,应当不断加强对施工现场的施工管理,以严格的态度及相关规范要求为参照,确保施工作业与实际施工要求相符,避免出现一味追求效率而忽视质量的施工行为;最后,进行工程验收时,如发现存在与相关要求不符的环节,应立即按照标准进行整改,将潜在的安全隐患进行消除,从根本上确保电缆施工的安全性。
3.4 做好电力电缆的后期防护措施
要使电缆工程的持久性与耐用性得到保障,电力电缆的后期防护措施便成为了一项不可或缺的重要环节。一方面,应在施工区域附近设置相应的危险标识,禁止无关人员随意靠近,对施工质量产生不同程度的不良影响;另一方面,应由工作人员对电缆的相关情况进行定期的巡视检查,如存在潜在的安全问题则立即采取相应的措施进行解决。
4 结语
电力电缆是配电网的重要组成部分,对供电企业长足稳定的发展起着决定性的作用,因此需要引起足够的重视。这便要求在进行电力电缆施工过程中,需对其存在的相关问题进行充分的评估与了解,并根据潜在的问题做好相应的故障防范准备,如存在相关问题则立即采取针对性的措施进行解决,以科学、优质的方法进行电缆施工,以确保电力电缆安全、稳定地运行。
参考文献
[1] 郭伟棠.10kV电力电缆施工故障分析及防范措施分析[J].民营科技,2015,(6).
[2] 席天野.论房建工程施工中项目管理[J].科学时代,2015,(2).
[关键词]10kV配电网;电缆;故障;分析;处理措施
中图分类号:TM755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)25-0130-02
0 引言
电力电缆在铺设时多埋入地下,或经过电缆沟统一铺设。10kV配电网是直接接入用户端的网络,承担着向用户直接供电的任务。具有接入点多、电力线路长、接线方式复杂等特点,电力电缆敷设的环境也较为复杂,受干扰因素较多,这也使得电力电缆故障类型不典型,一旦发生故障很难排除,给电网的安全可靠运行带来影响。下文将结合笔者自身经验,分析10kV配电网的常见故障,并对此展开研究,探讨故障的分析与处理办法。
1、电力电缆的特性分析
电缆的使用已经有百余年的历史,主要用于传输和分配电能。它由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层组成,多应用于城市的地下电网或电厂的出线,以及工矿企业内部供电。电缆具有以下优点:
1)多直接铺设于地下,占地面积小;
2)运行可靠,受天气和环境因素影响小,被电击的可能性小;
3)维护工作量少,不需要巡查;
4)有利于市容市貌的整洁,节省材料;
5)电缆是电容性元件,有利于提高线路功率因数,进而节省线损。
电缆具有的以上优点使其在10kV配电网中获得了广泛应用,然而,由于电缆深埋地下, 受人为因素和物理化学腐蚀等因素影响,电缆线路也时有故障,而且,由于电缆故障多为隐蔽性故障,检测和排除故障具有一定难度。所以,对电缆行业从业人员来说,熟悉电缆的常见故障和分析方法,有利于对故障的及时处理,恢复供电。
2、10kV配电网电缆的常见故障
2.1 按故障点处的绝缘电阻分类
1)接地故障
电缆的接地故障是指芯线发生单相或多相接地故障。
2)低阻故障
低阻故障又称为短路故障,是指电缆芯线发生两相或三相短路故障, 发生低阻故障时,故障点的绝缘电阻小于电缆的特性阻抗,直流电阻有可能为零。此时,低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波反相。
3)高阻故障
发生此故障时,故障点处测得的电阻将大于该电缆的特性阻抗。高阻故障又可以分为高阻泄露性故障和高阻闪络性故障两种。
4)断路故障
发生断路故障时有两种测试方法,一种是测得电缆的绝缘电阻为正无穷,另一种是电缆的绝缘电阻虽然和正常电阻相同,但是,其电压却不能馈至用户端。此时,在低压脉冲测试时故障有反射,且反射波与发射波同相。
5)断线故障
此故障的测试可以通过导体的连续性试验判别,此时,电缆的绝缘电阻虽然达标,但是却有导体不连续的现象。
5)复合型故障
复合型故障是指电缆线路具有上述故障类型中的两种或两种以上特性。
2.2 按故障发生方式分类
1)闪络故障
闪络故障指电压大于某个值,或在一个固定值持续一短时间后,电缆发生绝缘击穿,出现闪络的现象。多见于相对地的故障。
2)运行击穿故障
在电缆的正常运行时,由于绝缘老化或物理化学性腐蚀等原因,导致的在运行工作电压下的击穿,多见于相间或相对地故障。
2.3 按故障发生部位分类
1)电缆本体故障
各种外界环境原因(过负荷运行、外力破坏、物理化学性腐蚀、自然老化等)造成的故障。
2)电缆接头故障
电缆接头处(始终端头、中间接头等部位)发生的故障,多见于泄漏性高阻故障。
根据运行经验数据分析,高压电缆中高阻故障比较常见,而对于低压电缆,多以开路故障和短路故障为主。
3、10kV配电网电缆故障的原因分析
1)施工时的机械损伤
10kV配电网电缆线路在施工时,由于大批量作业,很容易造成轻微的机械损伤,这些损伤不易发现,一般在工程投运后也不会立即导致电缆故障,在工程运行一段时间后,才慢慢发展到绝缘破坏,最终导致电缆故障,使故障部位彻底损坏。
对10kV配电网电缆线路来说,因为施工时的机械损伤而导致的电缆故障比较常见。所占的故障率最大,故障形式比较容易识别。
2)受潮和绝缘老化
在电缆的制造过程中,如果电缆的中间头或终端头密封工艺不良,或电缆护套被异物刺穿,加上保管不良,导致电缆受潮进水。
3)处于强腐蚀环境
第一种情况为电腐蚀,当电缆铺设于大型电力机车、动车等的轨道附近时,电缆线路长期处在可能与电缆绝缘发生不良化学反应的强电场环境中,导致电缆长期在电和热的作用下运行,其物理性能会发生变化,引起外部包装被腐蚀,潮气侵入引发故障,导致绝缘击穿。 还有一种情况为化学腐蚀,当电缆铺设于具有强化学腐蚀的环境,如:有酸碱作业的化工厂、有各种化学气体的煤气站等附近时,由于这些化学物质和气体带来的强化学作用,导致电缆被腐蚀。
4)地质环境变化
当电缆铺设经过高山、海底、特殊建筑物时,由于地面的下沉,使电缆在垂直方向上因为受力而发生弹性形变,电缆的铠装和铅包因承受压力而发生折断或破损,从而造成各种故障。
当电缆铺设于公路或铁路、桥梁等下方时,由于地面的反复长期振动,也可能导致电缆外皮因弹性疲劳而破损。
5)过负荷运行
长期的过负荷运行会导致电缆发热,尤其是在气温较高的夏季,处于用电高峰时,电缆线路通常处于过负荷状态,加上高温给电缆线路带来的温升,极易造成电缆线路故障,使电缆在接口等绝缘薄弱处被击穿,这也是夏季电缆故障率较高的原因。
6)承受过电压
不同于架空线路,电缆因为铺设于地下,所以承受雷击过电压的可能性较小,但是,当电缆线路存在严重缺陷时,也可能导致被过电压激发,引起绝缘击穿。
7)电缆自身质量缺陷
由于电缆设计和选型不合适,或则电缆附件自身存在质量问题,制作工艺不佳等原因,也可能导致电缆故障。
4、10kV配电网电缆故障的分析与处理
4.1 电缆故障点的查找
1)测声法
测声法是指利用故障电缆放电的声音,来进行故障的查找。原理接线图如下图1所示:
SYB为试验变压器,C为电容器,ZL为整流硅堆,R为限流电阻,Q为放电球间隙,L为电缆芯线。
电容器C充电后,球间隙Q对电缆故障芯线放电,产生“滋、滋”的火花放电声,使用医用听诊器或耳聋助听器等音频放大设备,贴近电缆走向寻找,在“滋、滋”声音最显著处即为故障点。
2)电桥法
电桥法主要依据电缆长度与电阻成正比例关系的原理,使用相关工具测量出实际电缆的精确长度,来进行故障点的判别。
因为是利用计算法得出故障点位置,所以使用此方法时,对测量精度的把握尤为重要。
4.2 故障类型判别
可使用兆欧表在线路一端测量绝缘电阻的方法来进行电缆故障类型的判别。
1)电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻低于定值(100Ω)时,可以判定为短路故障或低阻接地故障。
2)电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻高于定值(100Ω),但显著低于正常值时,可以判定为高阻接地故障。
5 结论
综上,10kV配电网电缆的安全运行直接关系着电网的安全稳定运行和电力企业的经济效益,由于多铺设于地下,电缆故障具有较强的隐蔽性,故障的排查有一定难度。电力企业应积极研究更快、更好的故障分析与处理措施,确保lOkV配电网的安全稳定运行。
关键词:电力电缆;故障;措施
中图分类号:TM755 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)03-0120-02
电力电缆是用于传输电力、传输信息和实现电磁转化的一大类电力产品,在当今电气化的时代,电力电缆广泛的分布于生活中的各个角落,涉及社会方方面面,凡是有人类活动的地方,都会有电力电缆的存在,社会中的交通、生产、生活及社会的发展都要电力电缆的带动。面对日益增多的电力电缆,随之而来的也有更多的电缆故障。学习、掌握各种预防和处理电力电缆故障的方法、技巧对现在的电缆建设、维护和管理人员来说是及其重要的。
1 电力电缆在运行中的常见故障
①接地性故障。电缆一芯或者多芯接地,分为低阻接地和高阻接地,以10 kΩ为界。②短路性故障。电缆两芯或者三芯短路,一般常见两相短路和三相短路。③断路性故障。电缆一芯或者多芯被外部应力或线路短路破坏, 造成电缆某一芯或者数芯发生断裂,致使电缆之间或对地的绝缘电阻在规定范围电压却不能传输到终端。④闪络性故障。该类故障主要发生在高压试验中,并且大多数在电缆接头处或电缆终端位置发生。当所加电压达到某一数值时击穿,电压低至某一值时绝缘又恢复。⑤综合性故障。同时出现以上两种或者两种以上故障成为综合性故障。
2 电力电缆常见故障的原因
2.1 机械损伤
电缆本体发生机械外力破坏,这类故障在电力电缆事故中所占比例较大。且对电网安全运行影响较大,可能造成较严重后果。
①直接外力破坏电缆。多因为城市工程建设管理中疏忽漏洞,施工过程不善等引起的电缆故障。②自然现象造成的电缆损伤。地质灾害如地震等会产生的过大拉力拉断电缆,温度太低也可能冻坏电缆附件,这些是不可抗拒的损伤。③地基下沉破坏电缆。电缆穿越铁路及高大建筑物时,由于地基负重太大,会发生地基下沉现象,对电缆产生垂直方向上的拉力破坏折断电缆或造成电缆中间接头内部绝缘降低而发生击穿。
2.2 化学损伤
造成电缆化学损伤主要由于热化学作用对电缆的破坏。
①电缆管道铺设不当,导致的电缆产生热量无法有效散热,及电缆长时间过负荷使用,造成电缆老化及绝缘损伤加速。②电缆长期过负荷使用很容易导致电缆过热,电缆长期受高热高温,会使得部分的电缆绝缘碳化,这样对电缆绝缘材料有很大损害,使其弹性减弱就很容易产生破裂损坏。③早期敷设的电缆如穿蛇皮管的直埋电缆及穿钢管的直立电缆,当电缆为三芯电缆时,高负荷情况下会产生100 ℃的高温,这种现象为涡流现象,对电缆损伤很大。
2.3 过电压损伤
过电压一般会发生在已经有缺陷的绝缘处。在较大电压情况下,击穿绝缘层,损害电缆。如雷击可产生极大的电压,在电缆已有损伤的情况下,雷击有可能击穿电缆。但是总的来说,电缆对电压有极强的承受能力,可承受较大的电压,超过正常测试电压的几十倍以上。而且,电缆线路被雷击的可能性也是很小的。根据实际的现场故障研究分析,在这些被击穿处一般可见早已存在因其他因素所产生的损伤,而这些容易被过电压激发而导致电缆绝缘击穿的缺陷主要有:电缆内屏蔽层上有节疤或遗漏;绝缘层内有气泡、杂质等;电缆绝缘老化严重。
2.4 绝缘受潮
电缆绝缘受潮很容易对电缆产生极大的损害,也是电缆故障的主要原因之一。引起绝缘受潮的原因一般有以下几种:
①机械力能够损伤电缆,进而造成电缆绝缘受潮,这与电缆本体损伤有一定关系,不过损伤程度较电缆本体断裂稍轻,主要损伤外部保护层,没有直接的电缆故障。但外面保护层受损使电缆更加容易受潮,倘若没有及时处理,长此下去,最终会导致电缆故障。②电缆摩擦致使电缆损伤,长期下去会使电缆受潮。在隧道、挂钩、支架处,电缆的金属保护套会因热胀冷缩引起摩擦,从而使电缆绝缘受潮。③虫蚁啃咬电缆外层塑料保护层,致使电缆内部金属物质生锈,继而导致电缆的绝缘受潮。如白蚁喜欢生活在阴暗处啃吃木头等,所以在森林或木头堆放处容易发生白蚁啃坏电缆现象。④电缆制作材料及制造程序中的缺陷容易使得电缆的绝缘受潮。⑤电缆管道铺设不当使得电缆进水也会导致电缆绝缘受潮。⑥电缆绝缘受潮的最主要原因是腐蚀引起的,一般都是指电缆金属套被腐蚀,以化学腐蚀为主,少数是电解腐蚀。主要受周边环境中化学成分影响所致,电缆敷设的周边环境不良,如电缆线路附近土壤中含碱性或酸性的溶液,会导致电缆发生化学腐蚀。对于有金属外套的电缆,当外面护层被损伤后,会很容易腐蚀内部金属护套;电缆敷设位置的通风不良及干湿变化大,也会容易腐蚀电缆。
2.5 绝缘老化
电缆长期的过电压或过电流,在这种长久的电热影响下,会使电缆绝缘降低及物质消耗最终会致使电缆绝缘老化。电缆绝缘老化也是电力电缆故障的一大原因,尤其在酷暑的夏季。如电缆选型不当,电缆长期在过电压下工作,电缆附近有大量热源,可能长期对电缆产生一定热影响,能加速电缆的老化,电缆升温更容易使绝缘薄弱处被雷电高电压击穿。另外施工人员的施工不当导致电缆接头不紧、加热不充分,致使电缆绝缘老化,绝缘性能降低,引发事故。
2.6 产品质量缺陷
电缆线路中不可或缺的两种材料是电缆与电缆附件,若电缆及电缆附件的品质较差,就会影响电缆线路的安全运行,主要表现以下几个方面:
①电缆本体质量问题。电缆制作出现偏芯,电缆制造材料不符合规定及标准,导致电缆绝缘层制作不精良,很容易产生损伤、裂缝,致使电缆寿命减短及故障,电缆使用芯不当可能导致进水发生短路等。②电缆附件质量问题。附件绝缘材料不符合规定要求,致使绝缘密封性不好,容易漏水,还可能出现绝缘受潮现象,使电缆绝缘性能减弱,寿命减短,容易发生电力电缆故障。③三头制作的质量问题。制作电缆接头的密封技术或制作工艺不当致使接头不密封,或者施工过程处置不当致使接头损坏等都可能出现电缆头的质量问题,致使电缆故障。
2.7 设计不良
电缆设计不良有电缆本身设计上的缺陷,如防水设计不严密,制作电缆选材不佳,制作过程中的工艺程度不高等。以及电缆规格型号选取不切合运行实际要求,如电缆电压等级不符而发生故障等。
3 电力电缆故障的预防措施分析
①从电缆采购开始,建设单位和采购部门要严把电缆及电缆附件材料的质量关卡,确保电力电缆及电缆附件品质过关、达标。择优采购运用新材料、新技术,应用更高的设计生产工艺生产出来的更耐高温,绝缘性能更好的电力电缆及电缆附件。同时加强电缆设备材料的到货验收和抽检工作,从源头上把不合格、劣质电缆清除掉。②严格按照规定的安装程序要求及《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》的要求进行施工,电缆线路施工质量的好坏直接影响着电缆是否能长期安全稳定运行。做好防止电缆进水、外保护套碰伤、压伤、拉伤、弯伤电缆绝缘等的防范措施。如电缆头的接地屏蔽线与电缆屏蔽层采用锡焊焊接,确保接头牢固,接触良好;如垂直的电缆保护管,在上端开口的封死电缆管在施工前做好地质勘探工作,对于对电缆有一定危害的土壤地层区域做好相应的防范工作,防止电缆被土壤中的化学物质损伤;积极采用先进机械及先进技术进行施工。此外,还要做好与设计人员的交流,如对电缆敷设的区域特征进行勘查,在适当位置安装避雷针,防止雷击及过电压击穿电缆绝缘层。同时加大对施工人员的专业技术考核及培训,提高工作人员的专业品质和工作责任心,提高施工企业的管理水平。③工程项目管理部门和运行部门要严把电缆线路工程验收关卡,以创建优质样板工程为目标,严格按照国家有关的规范标准进行质量验收,一旦发现问题及时反馈处理,避免将隐患带到运行中去。④运行部门应加强电缆线路的日常巡视和维护,防止电缆因外力造成损伤而出现故障,做好防水、防雷、防腐蚀、防过荷及过热等工作,巡视时进行温度检测,并认真填写巡视记录,防止电缆过热损坏电缆绝缘。开展绝缘跟踪监测,防止机械破坏或高温、化学作用引起的绝缘老化问题,及时发现,及时排除。同时在日常巡维中注意电缆线路上有无挖土及重大建筑施工等情况,出现隐患险情及时发现排除。⑤加强电缆设计、施工、监督管理上的技术创新。健全电力电缆施工全过程的质量监督管理机制,杜绝因偷工减料用旧电缆充替新电缆的情况发生,避免因施工不当引起的电缆折断、受潮等损伤。把具体工作具体任务落实到个人进行业绩考核,提高施工人员的工作责任心和质量意识,确保施工过程中的每个环节都按时按质完成。
4 结 语
电力电缆发生故障是件很正常的事情,而且在电缆越来越广泛应用的今天,电缆设备及敷设环境更加多种多样,电缆故障的原因和类别也层出不穷,做好电缆故障的预防和维护工作也就越来越困难,无论在理论上或实践上都必须加强探索和创新。要从规范做起,掌握电力电缆相关知识及电力电缆故障预防和维护的有效措施,电缆建设、施工和管理人员在自己岗位尽忠职守,做好自己本职工作,为电缆的安全运行努力,也是为社会的繁荣稳定和经济发展做贡献。
参考文献:
[1] 黄健华.论述电力电缆常见故障的原因及其预防对策[J].广东科技,2008,(20).
[2] 杨毓庆.浅谈电力电缆故障的测试方法[J].科技与企业,2011,(9).
关键词:35 kV;电力电缆;常见故障;防范措施
中图分类号:TM755 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)05-0091-02
近年来,在我国经济飞速发展的前提下,电力技术的得到了相应的重视和发展,电力电缆已经被广泛的应用于电力系统中。电力电缆已经成为传输电力、分配能源的重要成员之一,它具有很多优点:较高的传输稳定性、传输容量大、维修消耗低等。但是随着经济和城市化的进程加快,人们对电能的需求与日俱增,电力电缆数量的日益增加,电力电缆的负荷日趋加大,而电力电缆的安全性也慢慢的成为人们关注的焦点。
1 35 kV电力电缆的常见故障介绍
随着电力电缆数量和长度以及负荷的增加,电力电缆故障也必然会相应增加,这就要求我们电力电缆管理人员的管理技术和电力电缆维修人员的业务技术要有所提高,只有更好的管理方法和更先进的维修手段,才能应对更多更难的电力电缆故障,才能快速的维修好电力电缆,进而达到减少电力电缆故障发生的目的,保证了人们的正常生活,也保障了社会的经济利益。
电力电缆故障情况判断是否正确对后续的维修故障有着至关重要的作用,如果说开始就判断错了故障情况,那么后续的维修也必然是错误的,盲目的。只有运用合理的检测技术和方法,来做出正确的故障判断,才能使得后续维修及时,保障经济利益和人们的正常生活。目前常用的检测故障情况的手段,可以检测出发生故障的电力电缆绝缘电阻值,根据数值的大小可以将电力电缆故障分为以下几个类型。电力电缆故障情况示意图如图1所示。
①断路故障。电力电缆受外部力量的影响或者破坏,电缆的一芯或者多芯发生断裂,导致电缆与电缆之间、电缆与对地绝缘的电阻都在规定范围内,但是电压却不能传输到相应的终端,这一类故障叫做断路故障,它是开路故障内的一种特殊情况。开路故障比断路故障多一个情况:传输终端有传输电压,但是负载能力却比较差。如图1所示H点的电阻Rk阻值无穷大,则说明H点处有断路故障,相应的传输电压就无法传输过去。
②接地故障,电力电缆接地故障包括单项接地和多项接地故障。电缆导体连续性较好,当电缆内芯与芯的绝缘或者电缆一芯或多芯对地绝缘受损时,绝缘电阻必然会减小,当电缆特性阻抗的10倍大于绝缘电阻时,这类故障就称为低阻接地故障,反之则称为高阻接地故障。如图1所示,如果Rd=0时,则故障情况为短路故障,M点发生了短路。
③闪络故障。此类故障比较常见于电缆中端接头或者电缆终端接头内,这类故障也可以称为封闭性故障。此类故障现象比较多,故障现象也不容易确定。在对电缆实施预防性试验的时候,试验电压升高到一个数值,设定N点在较高电压作用下,Rg=0,试验电压一旦降低后,Rg就变成无穷大,就说明N点存在闪络性高阻故障。这类故障在整个电力电缆故障中所占比例也较高,而且此类故障排查相对起来比较困难。
2 引发35 kV电力电缆常见故障的原因分析
引发电力电缆常见故障的原因有很多种,主要可以分为以下几类。
2.1 机械损伤
由于机械外力而影响电缆甚至破坏电缆引发的故障,此类故障在电力电缆故障中所占比例最大,而且此类故障对电网安全运行造成的不良影响也极大,极易造成较严重的后果。随着农村城市化,城市化建设进程加快,到处大兴土木修建道路,这些施工中的挖土、搬运、起吊过程中,很容易破坏原有的电力电缆,在有电力电缆支架的道路边发生的交通事故,也容易导致电缆受到破坏,导致敷设好的电力电缆遭到破坏。有的虽然表面看上去没对电缆造成损伤,但是电缆因为受力挤压等,造成了电缆内部绝缘层和保护层的破坏。
2.2 绝缘层老化
因为电缆长期处于输电输压的工作环境下,电缆会发热,环境的污染腐蚀以及机械外力的影响,使得绝缘层发生了化学反应和物理变化,导致绝缘能力降低。电缆的过电流过电压运行,电缆发热严重,也会致使电缆绝缘受到损坏。
2.3 绝缘受潮
电力电缆绝缘因为一些原因导致电缆绝缘受潮,绝缘受潮对电缆产生极大地危害。引发绝缘受潮的原因主要有:
①机械外力损伤电力电缆。
②电缆摩擦。
③敷设在地下的电缆被虫蚁啃咬,导致电缆外层保护层损伤,潮湿导致内部金属生锈,最后导致绝缘受潮。
④电缆制作工艺缺陷,电缆质量得不到保证。
⑤电缆敷设位置不对,靠近水源,容易引发绝缘受潮。
2.4 电缆头故障
电力电缆中端的连接头或者是终端连接头经常容易发生故障。如果说电缆的制作工艺不完善,电缆头有杂质等,通上电以后,杂质的存在就会引发一些故障,例如:杂质游离,发生树枝放电。再者电缆接头金属屏蔽接地不良,引发接地电阻超过规定值,产生感应过电压,容易引发绝缘击穿。
2.5 电力电缆的质量问题
电力电缆的质量好坏,直接决定着电力电缆的使用寿命和故障发生的几率。影响电力电缆的质量问题主要有几个方面。
①电力电缆本身的质量缺陷。电缆的制作材料不符合要求或者材料内有杂质,制作工艺不完善。
②电缆保护层保护不严密,保护层材料有缺陷,易损坏。
③电力电缆的附件质量有问题。
④电缆接头质量不好。
2.6 电力电缆的设计问题
设计人员在设计电缆时,电缆本身存在问题和缺陷。例如:保护层设计出现漏洞,导致保护层保护不严密,电缆导体材质选择的不好,制作工艺不完善,敷设人员未根据实际负荷情况选择正确规格的电缆等。
3 35 kV电力电缆故障的防范措施
①预防电力电缆发生故障的最根本办法,就是要加强对源材料的把关和检验。只有提高电力电缆以及电缆附件的质量,才能做到初步预防故障发生,这是预防电力电缆故障发生的第一步。采购电缆及电缆附件时,一定要选择优质材料生产的电缆;其次还要注重电缆的生产工艺,选择更完善的工艺和更先进的技术来制作电缆,做出更好的电缆及电缆附件;最后在电缆的验收方面,一定要严格要求,只有这样,才能从根本上选出最优质的电缆。
②随着人们对电力资源的大量需求,电缆数量也日益增多,这就给电缆的敷设带来了巨大的考验,也给施工人员带来了困难。在电缆敷设时,一定要严格按照要求来施工,设计出最适合的电缆敷设位置是电缆能够长期安全运行的重要保障。对电缆防水、防腐蚀、防碰伤方面一定要做好防范措施,现场监督人员要严格监督工程质量,严格把关各项工程,认真完成各项指标,确保电缆安全长期的运行。
③电缆敷设设计人员一定要严格按照设计要求来进行设计电缆敷设位置,同时结合实际情况,两者缺一不可。设计位置的好坏将直接决定电缆使用的时间长短,保证电缆正常运行的情况下,要尽可能的避免机械损害和环境损害。
④在特殊区域敷设电力电缆时,要根据实际情况在适当的位置安装避雷装置,防止雷击等自然情况对电缆的绝缘层造成破坏,从而影响电缆的稳定运行和使用寿命。
⑤在施工结束后,对于工程质量的验收一定要严格按照国家有关规定和标准执行,一旦发现质量问题或者安全隐患,立即要反馈给相关人员并及时进行整改处理。
⑥电力电缆运行维护部门应该在电缆投入使用前就制定出详细的日常巡检内容和维护保养计划,并且严格按照制定的计划去实施,做到第一时间发现问题,第一时间解决问题,并且对检查的内容进行实时记录,做好防水、防腐蚀、防雷击、防过热等工作。
⑦针对在电力电缆线路上的重大施工,包括起吊、挖土、转运等施工项目,必须要求施工单位和电缆运行部门联系,电缆运行部门派出专业人员对现场进行指导和指挥,只有这样才能有效避免因为施工而引发的电缆机械损害。
4 结 语
在电力电缆被广泛应用到人们生活的今天,电力电缆故障的发生是一件很常见的事情,随着人们电力资源需求的增大,电缆敷设的数量日益增加,电力系统设备和电缆架设方式的多样化,这些对于我们电缆运行部门都是巨大的挑战和考验,电网运行管理人员一定要熟练的掌握有关电力电缆的各项知识和管理技能,维修维护人员也要通过不断的学习理论知识和加强现场维修维护技术,只有在技术上不断学习、探索和创新,才能保证电缆运行的稳定性、安全性和可靠性,保证电缆正常运行。
参考文献:
[1] 李景福.电力电缆线路常见故障及其处理措施分析[J].中国电子商务,2012,(6).
关键词:电缆终端 应力锥 故障处理
中图分类号:TM711 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(c)-0083-02
电缆终端是用以将电缆导体和相关电气设备连接的电缆附件,安装于电缆末端。电缆终端作为电缆与电气设备关键的连接设备,应具有良好的密封性和绝缘性,应满足在长期带电运行下良好的连接特性和电气绝缘特性,能经受在电气系统中的过电压等。由于电缆终端制作安装过程必须在施工现场进行,各个施工现场环境各异,且终端内部结构复杂、电场集中,因此电缆终端制作对施工工艺要求极高,由于各种原因引发的电缆终端故障也频繁发生。电缆终端的运行质量直接影响到电缆线路的安全运行,在电缆及其附件故障统计中显示,电缆终端的故障约占总故障量的70%左右。
每次电缆终端故障发生总会造成相应电缆停电,随之带来的是造成大面积区域停电,由此造成直接或间接经济损失不可估量。电缆终端是电力电缆的连接的关键部位,也是电力电缆线路中的最薄弱的一个环节,是电力电缆故障的多发环节。为保障电缆线路零故障安全运行,提高电缆线路的供电可靠性,总结电缆终端各类事故发生的原因是十分有必要的。该文通过对某变电站35 kV电力电缆终端高介电系数应力管施工安装工艺不到位引起电力电缆接地故障进行深度剖析,并就电力电缆终端施工及维护过程中存在的常见问题进行分析,进一步规范和提高电力电缆终端制作工艺,加强施工人员在电缆终端制作过程中的制作水平,避免再次发生类似事故。
1 电缆终端事故经过及原因分析
1.1 故障概况
某站#2主变35 kV高压电缆终端型号:26/35 kV户外500~630 mm2,系2011年5月生产,于2012年8月安装就位;电缆长度100 m,电缆终端为冷缩式户内电缆终端,电缆一侧接主变35 kV出线,另一侧接入室内开关柜。2014年1月18日,调度值班人员分别发现该站#2主变组二次保护告警,显示设备运行异常,运维人员进入现场巡视,发现#2主变35 kV侧电缆终端B相出现对地击穿烧毁故障,现场电缆终端完全烧毁,周围可见绝缘材料被烧黑的碳质,故障相被烧毁仅剩导体连接部分,其余两相无异常,运维人员无法直接判断电缆终端产生故障的原因。
1.2 故障原因分析
经过对现场调查发现电缆终端的外部尺寸设计合理,排除因外部尺寸设计不合理引发放电击穿故障的可能;主变压器和开关柜都是室内设备,故障现场气温干燥,现场无积水,解剖电缆终端未发现终端有受潮痕迹,排除因受潮而引发水树枝最终导致击穿的可能;根据电缆终端发生故障的位置推测故障可能是由以下几个方面原因引起:一是电缆主绝缘开剥时主绝缘表面刀痕过深,造成主绝缘绝缘强度不足,最终引发放电击穿故障;二是终端屏蔽层处理工艺不好,使屏蔽层间产生感应电流,在屏蔽层上形成较高的感应电压,造成绝缘老化并最终造成击穿故障;三是电缆终端应力锥部分尺寸处理不好,造成局部电场强度过高,最终引发故障。
由于故障相B相已经无法判断故障发生原因,对非故障相A相进行解剖发现,在非故障相电缆终端有明显放电碳化通道,在主绝缘表面存在对电缆半导电绝缘屏蔽放电痕迹,对比非故障相进行尺寸测量发现故障相故障区域与非故障相放电区域相同,可确定为同一故障。
通过对比电缆终端标准化制作卡对电缆终端尺寸进行测量,发现电缆终端的开剥尺寸不符合要求,放电点为电缆终端高介电常数应力管与半导电屏蔽层搭接区域;由于开剥尺寸不符合要求,造成#2主变B相高介电常数应力管与半导电屏蔽层没有形成有效搭接,破坏了应力管与主绝缘紧密的绝缘配合和电场分布,使应力管作用失效,造成电缆半导电屏蔽层处电场畸变,过高的电场强度导致在长期的运行过程中造成局部放电,在主绝缘的绝缘薄弱环节逐步造成了绝缘击穿。
1.3 电缆终端处理
从上面的分析可以发现电缆终端发生故障的主要原因时电缆终端的制作工艺存在问题,是一起典型的因制作工艺不到位引起的事故,需要进行合理有效地整改。高介电常数应力管(应力锥)是电缆终端的应力控制单元,是电缆终端的核心部位,这部分部件的制作工艺直接影响电缆终端的制作质量,因此在制作电缆终端时应严格把握电缆的切剥尺寸,保证应力管与半导电屏蔽层处可以形成最少20 mm的有效搭接部分,防止因终端收缩时应力管与绝缘屏蔽层脱离造成搭接面不足引起故障。由于主变两端电缆终端为同期安装产品,对两侧电缆终端全部进行了重新制作更换,在制作过程中严格按照电缆终端的制作工艺对电缆终端进行制作,并经过试验合格后投入运行。
2 电缆终端常见故障及防范处理
电缆终端种类、形式、规格较多,质量参差不齐,在施工过程中施工人员施工技术平也各不相同,电缆终端运行方式和条件各异,致使电缆终端发生故障的原因也各不相同,该文对电力电缆终端主要常见的故障进行总结分析。
2.1 机械损伤
由于电缆安装环境周围的硬物损伤,或施工遗留缺陷,造成对电缆终端保护不足,引起的机械损伤在电缆终端故障中占有一定比例。常见的电缆终端机械损伤通常分为以下几类:(1)安装时碰伤;(2)运行时外力破坏;(3)环境恶劣老化等。在电缆终端的制作安装过程中,应配备电缆终端安装专用工具,严格控制电缆终端防止受到机械损伤,杜绝盲目施工。
2.2 电缆施工工艺问题
由于电缆终端施工工艺问题造成电缆终端事故,占电缆终端事故中的很大一部分比例。通常常见的工艺错误有以下几种:铜屏蔽断口处理不好、接地线处理结合不紧密、半导电层环切工艺不好、主绝缘表面处理不好等。对于电缆终端,电场最集中的位置是金属屏蔽层的断开处,在金属屏蔽层断开处造成电场畸变;产生这种现象的原因是,在电缆金属屏蔽层的断开处形成了高电场应力效应,在电缆绝缘层的表面形成电压梯度,在越接近半导体屏蔽层的断面处,电场强度越大,形成在电缆运行中电缆终端的薄弱点,容易造成局部放电,并最终引发击穿事故。目前针对电缆终端金属屏蔽层断开处电场畸变采用的手段是在屏蔽层断开处加装应力锥,应力锥的作用是改善金属护套末端电场分布,降低金属护套边缘处电场强度,在10~35 kV冷缩式交联聚乙烯电缆终端,经常采用高介电常数材料制成的应力管代替应力锥,简化了现场安装工艺,缩小了终端外形尺寸。
(1)铜屏蔽金属带断口处理不好,断口处存在尖角扎入主绝缘内,造成尖端放电并最终造成接地故障;在处理铜屏蔽层断口时应用PVC胶带或小恒力弹簧将铜屏蔽层定位并固定,沿PVC胶带或小恒力弹簧定位位置使用刀具压出印痕,但不得将铜带切断,以免损伤内部结构。然后沿印痕将铜带均匀撕断,撕断铜带过程中不得伤及外半导电屏蔽层和绝缘层;铜屏蔽断口处要保证平滑整齐,外形应为均匀的圆周,不得存在缺口及尖角,不允许铜带尖角刺入外半导电层。
(2)接地线与铜屏蔽接触不充分,导致系统发生短路故障时过热烧毁;在处理三相终端分叉线接地线时,应用恒力弹簧将接地线进行固定,钢带铠装应与铜屏蔽分开接地,不得一点接地,两条接地线应错开一个角度。钢带铠装接地后,在恒力弹簧与钢带铠装外绕包#23绝缘胶带,使铜屏蔽与钢带铠装接地部分保持绝缘。此外,接地线应被防水密封条紧密包裹,防止水分沿接地线渗入内部。
(3)剥除电缆外半导电层时环切刀痕或纵切刀痕过深损伤电缆主绝缘,导致电缆线芯与外半导电层绝缘距离不足造成缓慢放电并最终导致击穿;由于开剥半导电屏蔽层主要采用刀具环切及纵切后将半导电屏蔽层撕开的工艺,这种工艺可以保证主绝缘表面残存半导电颗粒较少,可以有效防止因半导电颗粒存在悬浮电位造成放电故障。剥除电缆外半导电层是电缆预处理过程中要求最高的一个步骤过程,因此需要谨慎操作。采用这种处理工艺时,要求用刀剥除外半导电层时,下刀2/3深,不能伤及电缆主绝缘层;半导电层的切口处要整齐。不能存在尖角,切口处不能有刀痕。去除半导电层时,应沿圆周方向撕去,半导电层去除完成后,应完全打磨去除电缆绝缘表面上的刀痕。
(4)开剥后主绝缘表面处理不好,导致半导电颗粒嵌入主绝缘表面形成悬浮电位造成放电;在主绝缘表面处理过程中,如果存在主绝缘层被划伤,或是主绝缘表面残留黑色半导电颗粒,必须用绝缘砂布打磨干净;处理过程应先用120#粗砂布打磨主绝缘,再用240#细砂布打磨主绝缘,最后用砂布背面抛光主绝缘表面;在处理过程中绝对不可以用打磨过半导电层或金属的砂布来打磨主绝缘,以避免导电颗粒污染主绝缘表面。
以上分析了电缆终端制作及安装使用过程中经常遇到的问题,此外在电缆终端制作的过程中还应特别注意保持工作现场的清洁,同时应该尽可能将电缆终端制作时间缩短,电缆开剥后一次完成,因为电缆开剥后在空气中时间暴露的越长,空气中的水分、灰尘等杂质侵入电缆的可能性越大,影响电缆终端的质量。
3 结语
这是一起典型由于在电缆终端制作过程中工艺缺陷引发的终端故障而引起的主变停电事故,其代价是巨大的,得到的教训也是极其深刻的,通过对事故原因的深层次进行剖析,对电缆终端的制作、现场管理、运行维护都有一定的借鉴意义。由于电缆终端生产厂家比较多,电缆终端的制作工艺及安装方法也不尽相同,因此现场安装制作电缆终端必须严格按照厂家提供施工图纸及安装手册进行电缆终端制作。安装人员必须严格按照安装手册提供工艺进行安装,现场监督人员应加强现场制作管理,并做好现场制作质量记录,现场出现与施工工艺不符的情况应立即制止并纠正。本文通过对本案例故障进行剖析,并对在电缆终端制作过程中容易遇到的问题进行了分析,提出了相应的对策,给相关单位电缆终端制作施工提供了一定的参考。
参考文献
[1] 刘剑星.高压电力电缆故障探测技术研究[J].中国新技术新产品,2010(2):130.