某西藏江孜縣光伏發(fā)電項(xiàng)目電纜終端爆炸原因分析

馬 燕

中國(guó)電建集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 北京 100024

引言

本文主要對(duì)某西藏江孜縣光伏發(fā)電項(xiàng)目電纜終端爆炸具體原因進(jìn)行了有效的分析，并制定了有效的方法措施，以供參考。

1、電纜選擇

選型原則：根據(jù)持續(xù)允許電流、短路熱穩(wěn)定、允許電壓降的要求選取電纜。

護(hù)套選型：鑒于環(huán)境寒冷溫差大的特點(diǎn)，選用了交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚乙烯護(hù)套的電力電纜。

2、電纜終端選擇

目前應(yīng)用較多的電纜終端有熱縮、冷縮電力電纜終端。熱縮電力電纜終端的主體材料為橡塑合金，冷縮電力電纜終端的主體材料為硅橡膠；冷縮電力電纜終端較之熱縮電力電纜終端的物理彈性要好，局放小，施工空間要求小，安裝速度快，安裝精密度要高且安裝后的電纜終端外形美觀。

綜上所述冷縮電纜終端相比于熱縮電纜終端優(yōu)勢(shì)明顯，因此本工程選用冷縮電纜終端。

3、事故原因分析

與電纜本體相比，電纜終端是薄弱環(huán)節(jié)，約占電纜線路故障的95%。由于電纜終端在選取、制作、接線都有嚴(yán)格地國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏忽，都會(huì)造成電纜終端故障發(fā)生。通過對(duì)電纜終端故障進(jìn)行深層次的分析，找出以下幾個(gè)主要原因：

（1）制作工藝過程

電纜終端制作工藝過程要求較為嚴(yán)格，若制作不規(guī)范會(huì)導(dǎo)致相連部分接觸電阻過大，局部溫度升高，使其絕緣層遭到破壞，產(chǎn)生相間或相對(duì)地故障，引起電纜終端著火或爆炸。通過查看發(fā)生故障時(shí)的故障錄波數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，電纜運(yùn)行時(shí)并無過載及接地現(xiàn)象。查看現(xiàn)場(chǎng)故障電纜終端可以發(fā)現(xiàn)，其擊穿部位多發(fā)生在電場(chǎng)畸變最嚴(yán)重的銅屏蔽層切面及半導(dǎo)體層切面。由此可推斷有可能是制作工藝過程把控不嚴(yán)所導(dǎo)致。

在電纜制作工藝過程中切割剝離電纜絕緣層、屏蔽層及半導(dǎo)體層時(shí)，把握切割力度尤為重要，若用力不當(dāng)則局部會(huì)存在氣隙，使得斷口處場(chǎng)強(qiáng)增大，產(chǎn)生發(fā)電現(xiàn)象，同時(shí)也應(yīng)注意半導(dǎo)體屏蔽層剝切后應(yīng)進(jìn)行尖角毛刺平整。安裝應(yīng)力管時(shí)候與絕緣屏蔽層搭接不應(yīng)小于20mm，交聯(lián)電纜因內(nèi)應(yīng)力處理不良會(huì)在運(yùn)行時(shí)發(fā)生收縮產(chǎn)生氣隙，導(dǎo)致放電。

（2）應(yīng)用環(huán)境影響

海拔超過1000m的地區(qū)，每增高100m，氣壓約降低0.8 ～1kPa，項(xiàng)目地處海拔4100m地區(qū)，隨著氣壓的降低空氣密度逐步減小，由于空氣溫升與空氣密度成反比，因此空氣冷卻能力的降低易導(dǎo)致導(dǎo)體溫度上升。同時(shí)由于高海拔地區(qū)日夜溫差大易產(chǎn)生凝露，使絕緣材料變硬、變脆，降低絕緣性能。

（3）諧振過電壓

與現(xiàn)場(chǎng)溝通，大部分電纜終端均是在夜晚及凌晨發(fā)生爆炸，這個(gè)時(shí)段由于光伏組件不工作，電氣系統(tǒng)內(nèi)部由電感元件（如空載變壓器等）和電容元件組成，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的電感電容元件在滿足一定的諧振條件時(shí)，有產(chǎn)生諧振過電壓的可能，從而導(dǎo)致作為薄弱環(huán)節(jié)的電纜終端出現(xiàn)故障。

4 防范對(duì)策

（1）鑒于交聯(lián)電纜本身的諸多缺點(diǎn)和冷縮電纜終端制作中因施工不當(dāng)導(dǎo)致電纜終端局部放電或電樹枝放電，在制作過程中要嚴(yán)控制作工藝過程，提出以下幾方面注意事項(xiàng)：

1）嚴(yán)格控制剝切電纜時(shí)的力度及尺寸；

2）平整斷口處的毛刺尖角，保證斷面光滑平整；

3）半導(dǎo)體層斷面應(yīng)光滑平整，與絕緣層的過渡應(yīng)光滑；

4）電纜絕緣層剝切后，應(yīng)仔細(xì)打磨主絕緣層表面，使其光滑，并用清洗溶劑從導(dǎo)體向半導(dǎo)體層方向清洗；打磨和清洗主絕緣時(shí)，清洗劑和砂紙嚴(yán)禁觸碰外半導(dǎo)電層，以免造成清洗劑溶解半導(dǎo)電層以及打磨雜質(zhì)遺留導(dǎo)致放電。

5）用硅脂填充電纜絕緣半導(dǎo)體層斷口處的氣隙以排除氣體。

6）附件的尺寸與待安裝的電纜尺寸配合要嚴(yán)格符合規(guī)定的要求，適當(dāng)?shù)倪^盈量，特別是應(yīng)力管與絕緣屏蔽搭接不少于20mm，以防收縮時(shí)應(yīng)力管與絕緣屏蔽脫離。

7）制作電纜終端前做好準(zhǔn)備工作，縮短制作過程，避免灰塵雜質(zhì)的進(jìn)入影響電纜終端質(zhì)量。

（2）在容易出現(xiàn)故障的線路上裝設(shè)電纜絕緣故障探測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)電纜走向及絕緣情況，發(fā)生故障可及時(shí)定位故障。

（3）重新采購新電纜終端時(shí)采購單位應(yīng)向廠家說明所使用地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)。應(yīng)采用適用于高原地區(qū)的專用電纜終端。

（4）由于本工程35kV系統(tǒng)中性點(diǎn)設(shè)備采用消弧線圈設(shè)備，因此投入消弧線圈和改變運(yùn)行參數(shù)，能消除諧振過電壓的條件。

結(jié)束語

通過采取多項(xiàng)有效防范措施例如選用符合環(huán)境運(yùn)行特點(diǎn)的電纜終端，嚴(yán)格把控電纜終端制作工藝過程，保證整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備配置合理，才能從根本上杜絕高原地區(qū)電纜終端故障的發(fā)生，以確保項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)發(fā)電安全，經(jīng)濟(jì)效益最大化。