礦區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)

礦區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

大屯礦區電網始建于上世紀70年代,經過40多年的發展建設,形成了以35KV電壓等級為骨架的供電系統。2004年開始,集團公司加大對電網的改造力度,將礦區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,加上受環境限制,電纜頭的維護保養不及時,近幾年經常出現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35KV電纜頭故障統計

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進行統計分析,具體見表1。

3 電纜頭故障原因分析

3.1 環境的影響

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 施工現場環境的影響

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35KV以上電纜頭故障統計分析及圖片

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現。

3.4 設計安裝不當的影響

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

根據現場運行情況每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; 聯接點接觸良好,無發熱現象;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定,接地線是否完好等。