電纜施工和使用中常見問題及預(yù)防措施

趙士林，張繼鵬，岳紅濤

(特變電工股份有限公司新疆線纜廠，新疆 昌吉831100)

0 引言

在中、低壓電力電纜的敷設(shè)放線、驗(yàn)收試驗(yàn)、通電運(yùn)行中，有時(shí)會(huì)突發(fā)一些問題和故障，對(duì)電纜的施工進(jìn)度、安裝質(zhì)量和電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成影響。對(duì)這些問題的分析和處理，不但涉及到電纜的制造、敷設(shè)驗(yàn)收、運(yùn)行管理、附件安裝，還涉及到了電纜載波、電纜零序電流阻斷等相關(guān)電工技術(shù)。問題的現(xiàn)場(chǎng)處理單靠電纜制造或使用單位努力往往無法得到妥善解決。因此分析這些問題發(fā)生的原因，并采取正確的處理方式進(jìn)行預(yù)防，對(duì)保證電纜線路供電的安全穩(wěn)定性具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 電纜局部扭曲

1.1 問題描述

某公司訂購電纜NH-YJV 0.6/1 kV 5×10長(zhǎng)度3 000 m、60227IEC53(RVV)300/500V 4×2.5長(zhǎng)度4 000 m，全部為整段裝盤交貨。客戶現(xiàn)場(chǎng)放線過程中放線盤上卻出現(xiàn)了電纜局部扭曲變形現(xiàn)象，見圖1。

1.2 原因分析

圖1 電纜扭曲變形圖片

經(jīng)查，此類問題主要出現(xiàn)在小規(guī)格、大長(zhǎng)度整盤供貨的電纜。主要原因是電纜盤內(nèi)電纜制造過程殘余的扭力，在電纜放線過程中因慣性作用，致使電纜盤的旋轉(zhuǎn)放線速度比電纜本體的牽引速度快，所以沿電纜的軸線產(chǎn)生了后推力，使電纜盤內(nèi)的電纜松動(dòng)，電纜殘余扭力反復(fù)和積累，造成局部區(qū)域的電纜出現(xiàn)扭曲變形。

1.3 預(yù)防措施

(1)在遇到此類小規(guī)格、大長(zhǎng)度電纜整段裝盤訂貨時(shí)，要事先與客戶進(jìn)行溝通，爭(zhēng)取將電纜的供貨長(zhǎng)度控制在1 km以內(nèi)，以減小電纜扭曲變形問題出現(xiàn)的幾率。

(2)要在廠內(nèi)控制好電纜盤制造、線盤卷繞環(huán)節(jié)，釋放制造過程中產(chǎn)生的軸向應(yīng)力，防止盤內(nèi)出現(xiàn)過大間隙。

(3)當(dāng)電纜放線過程出現(xiàn)局部扭曲變形現(xiàn)象后，將電纜返廠重新復(fù)繞、排線，消除扭力。

2 35kV單芯電纜熱擊穿

2.1 問題描述

某電站采購三根YJV62 26/35 kV 1×300的單芯非磁性鎧裝電纜，線路長(zhǎng)度1 800 m，直埋敷設(shè)。線路敷設(shè)驗(yàn)收合格運(yùn)行供電6天后，發(fā)生兩相短路接地故障。開挖故障區(qū)發(fā)現(xiàn)三根電纜局部分別穿入了三根封閉性鋼管，穿管長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)6 m，電纜的兩相故障點(diǎn)都位于所穿鋼管內(nèi)，開挖后的現(xiàn)場(chǎng)故障情況見圖2。

圖2 YJV62 26/35 kV 1×300電纜故障開挖后情況

2.2 原因分析

GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中5.4.1第2條規(guī)定，交流單芯電纜以單根穿管時(shí)，不得采用未分割磁路的鋼管;同時(shí)GB 50303—2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中第15.1.1條也規(guī)定，三相或單相的交流單芯電纜，不得單獨(dú)穿于鋼導(dǎo)管內(nèi)。因交流單芯電纜穿入帶有磁性的封閉性鋼管內(nèi)敷設(shè)，通交流電后會(huì)在鋼管內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)渦流，對(duì)電纜加熱，造成電纜發(fā)生熱擊穿。

2.3 預(yù)防措施

(1)應(yīng)向客戶提供電纜使用說明書，要求客戶在交流場(chǎng)合使用單芯電纜時(shí)，嚴(yán)禁穿入鋼管使用。

(2)交流單芯電纜在剛性固定時(shí)，禁止采用鐵絲捆扎，宜采用鋁合金等不構(gòu)成磁性閉合回路的夾具。

(3)交流單芯電纜因穿越道路等情況需要局部穿管進(jìn)行電纜防護(hù)時(shí)，宜采用非磁性材料的金屬管或非金屬管，如硬質(zhì)塑料管等。

3 中壓電纜終端電擊穿

3.1 問題描述

中壓交聯(lián)電纜終端安裝前處理工作做得不夠精細(xì)，極易產(chǎn)生電擊穿故障。近年來電纜冷縮終端在電纜線路中的安裝使用數(shù)量日趨增加，其安裝的便利性和使用的優(yōu)越性不言而喻，但電纜終端故障還時(shí)有發(fā)生。冷縮電纜終端擊穿解剖外觀情況見圖3、圖4。

圖3 10 kV電纜終端絕緣表面臟污造成擊穿

圖4 35 kV電纜終端絕緣表面爬電導(dǎo)致?lián)舸?/p>

3.2 原因分析

電纜終端頭電擊穿主要是由終端頭安裝工藝不當(dāng)而造成電場(chǎng)集中及爬電擊穿，常見情況如下:

(1)銅屏蔽層和半導(dǎo)電層斷開處有尖角毛刺未處理平整;

(2)電纜外半導(dǎo)電屏蔽層剝切后，絕緣表面沒有清除干凈，產(chǎn)生沿面放電;

(3)安裝附件時(shí)，應(yīng)力管與絕緣的搭接少于20 mm，交聯(lián)電纜因內(nèi)應(yīng)力處理不良，通電后會(huì)發(fā)生較大收縮，產(chǎn)生氣隙。

3.3 預(yù)防措施

(1)嚴(yán)格控制電纜的剝切尺寸。

(2)半導(dǎo)電層斷面應(yīng)光滑平整，與絕緣層的過渡應(yīng)光滑。

(3)剝切的絕緣層表面要徹底打磨清理干凈。

(4)附件尺寸與待安裝的電纜尺寸要符合規(guī)定要求。

4 電纜余長(zhǎng)圈繞熱擊穿

4.1 問題描述

電纜敷設(shè)時(shí)若電纜預(yù)留長(zhǎng)度較長(zhǎng)，再加上處理方式不當(dāng)，則常造成電纜在預(yù)留段發(fā)生熱擊穿故障。某企業(yè)10 kV電纜敷設(shè)后預(yù)留段過長(zhǎng)，局部采用大量盤圈堆積碼放方式敷設(shè)，通電后發(fā)生了熱擊穿，具體情況見圖5。

圖5 10 kV電纜局部堆積碼放造成熱擊穿故障

4.2 原因分析

電纜局部盤圈堆積碼放敷設(shè)，相當(dāng)于多根電纜密集并行敷設(shè)。根據(jù)GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄D，敷設(shè)條件不同時(shí)應(yīng)按電纜允許持續(xù)載流量的修正系數(shù)表D.0.4和D.0.6的規(guī)定進(jìn)行校正。本案例中現(xiàn)場(chǎng)的電纜實(shí)際碼放堆積層數(shù)為10層，電纜之間無任何間隙。參考GB 50217—2007標(biāo)準(zhǔn)中表D.0.4給出的土中直埋6根電纜并行，電纜之間凈距為100 mm的電纜載流量修正系數(shù)為0.75。顯然，電纜預(yù)留盤圈敷設(shè)處電纜的實(shí)際載流量允許值，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于了電纜正常允許載流量，如電纜還按正常允許載流量長(zhǎng)時(shí)間通電使用，必然會(huì)導(dǎo)致電纜在盤圈處出現(xiàn)過熱擊穿燒毀。

4.3 預(yù)防措施

(1)根據(jù)電纜的實(shí)際敷設(shè)情況，對(duì)電纜的實(shí)際允許載流量進(jìn)行校正，保證電纜的正常工作電流不超過電纜的實(shí)際允許載流量。

(2)在施工中把多余電纜的大部分去掉，只在電纜兩端留下幾米做Ω形或S型敷設(shè)。或者采用其它方式，避免形成多層密集敷設(shè)狀態(tài)。

(3)對(duì)多種敷設(shè)情況應(yīng)取最苛刻的條件驗(yàn)證，并驗(yàn)算電纜的型號(hào)及規(guī)格是否合適。

5 特殊情況

5.1 故障誤判

客戶、業(yè)主、施工單位這三方有時(shí)對(duì)電纜工程線路交接驗(yàn)收培訓(xùn)不到位，在中壓電纜線路絕緣測(cè)試或通電前，未將電纜線路中串聯(lián)的中間高壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開或閉合，誤判電纜存在短路或斷線故障，動(dòng)用電纜故障測(cè)試儀盲目查找電纜故障，因此造成高壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜內(nèi)元件擊穿與損壞。本企業(yè)曾遇到該類問題三起，都曾攜帶全套電纜故障測(cè)試儀行程上千公里，查找假故障長(zhǎng)達(dá)半個(gè)月，始終找不到問題所在，后客戶將電纜線路第一施工接線人叫到現(xiàn)場(chǎng)，才最終協(xié)助發(fā)現(xiàn)了問題。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)客戶高壓聯(lián)絡(luò)柜內(nèi)二次儀表及高壓保險(xiǎn)均因查找故障過程電擊損壞。

客戶現(xiàn)場(chǎng)電纜故障誤判問題是客觀存在的，電纜線路敷設(shè)后的交接驗(yàn)收培訓(xùn)工作必須做到位，以避免人員犯常識(shí)性錯(cuò)誤，造成不必要的損失。

5.2 電纜并聯(lián)使用

目前在電力客戶中，對(duì)于中、低壓交流電力電纜采用并聯(lián)使用方式占到一定的比例，運(yùn)行中發(fā)生燒毀的故障時(shí)有發(fā)生。觀察客戶現(xiàn)場(chǎng)選用并聯(lián)的電纜型號(hào)規(guī)格，長(zhǎng)度都能保持一致，但缺乏使用過程中對(duì)每一相上并聯(lián)的兩根或多根絕緣線芯實(shí)際運(yùn)行電流的監(jiān)控和測(cè)量數(shù)據(jù)記錄，往往給事故的原因分析及后續(xù)處理造成麻煩。

電纜并聯(lián)后用于交流場(chǎng)合，其電流的實(shí)際分配是按電纜的阻抗來分配的。電纜的阻抗包括電阻(分直流電阻和交流電阻兩部分)和電抗兩部分，因此每相交流電流分配在同相上的每根并聯(lián)電纜中的實(shí)際大小，除了和導(dǎo)體直流電阻有關(guān)外，還與電纜的交流電阻、電抗有關(guān)，包括電纜兩端線鼻子與開關(guān)觸點(diǎn)接觸電阻的大小的影響。因此，并聯(lián)使用的電纜，其每根電纜中實(shí)際分配電流情況比較復(fù)雜。

采用型號(hào)規(guī)格和長(zhǎng)度一致的電纜進(jìn)行并聯(lián)后用在交流場(chǎng)合，每根絕緣線芯通過的電流大小，必須采用鉗形電流表或加裝測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證，并留存相關(guān)檢測(cè)運(yùn)行記錄備查。此舉一方面可提前發(fā)現(xiàn)和處理并聯(lián)通電的電纜出現(xiàn)嚴(yán)重偏流和三相電流不平衡現(xiàn)象，消除事故隱患;另一方面也為后期電纜故障的原因分析，提供了第一手資料。

5.3 低壓電纜鋼帶鎧裝接地

許多客戶在使用0.6/1 kV鎧裝電力電纜時(shí)，電纜兩端鋼帶都是懸空敷設(shè)，并未做接地處理。這樣雖然在電纜處于正常通電使用時(shí)，不一定發(fā)生問題，但當(dāng)電纜出現(xiàn)故障電流或三相電流不平衡時(shí)，鎧裝層因感應(yīng)電勢(shì)可能會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能燒毀護(hù)層，因此低壓電纜的鋼鎧必須接地良好。

6 結(jié)束語

作為電纜制造廠家，在遇到客戶反映的問題時(shí)，一定要深入到客戶現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)問題原因做深入調(diào)查分析和研究，而不能簡(jiǎn)單草率地將問題原因歸咎于客戶，與客戶一味爭(zhēng)執(zhí)。在客戶現(xiàn)場(chǎng)，要學(xué)會(huì)充分利用自己掌握的電纜知識(shí)、技能及各種信息資源，盡一切努力，幫助客戶找到解決現(xiàn)場(chǎng)問題的辦法和途徑。

作為客戶，在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題時(shí)，也不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為就是電纜存在制造質(zhì)量問題，一定要具體問題具體分析。問題解決不了時(shí)，要及時(shí)通知電纜制造廠家的技術(shù)人員前來共同分析解決;同時(shí)，要規(guī)范完善現(xiàn)場(chǎng)電力運(yùn)行記錄和檔案的留存和管理。

相信，通過電纜制造廠家和客戶的長(zhǎng)期溝通交流，共同努力合作，一定能減少客戶現(xiàn)場(chǎng)電纜線路出現(xiàn)問題的幾率，同時(shí)也將使電纜生產(chǎn)廠家的制造質(zhì)量和服務(wù)水平得到持續(xù)改善提高。

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