一起旋挖機沖樁導致的110 kV高壓電纜外力破壞分析

孫廣通

(廣東電網有限責任公司廣州供電局，廣州 510620)

0 引 言

在沿高壓電纜管廊分布的各類固定工地中，在地面進行開挖、鉆地、沖樁等明掘動土作業，在地下進行遁構、頂管等暗挖動土作業，均成為破壞在運高壓電纜的主要外力破壞危險源。通過設置物防裝置和安全標識，可預防對應埋地電纜外力破壞事件[1-2]。

以110 kV某高壓電纜線路受外力破壞(旋挖機沖樁)為例，查找故障原因，總結所暴露的問題，并提出相應的整改措施，從而汲取事件教訓，改進高壓電纜線路的電力設施保護工作。

1 故障概況

2020年5月2日16∶35∶33，110 kV某輸電線路(混合線路)相間距離I段、零序I段保護動作，三相開關跳閘，重合不成功，A相故障，一次故障電流12.97 kA，線路負荷側變電站10 kV自投成功，保護測距1.6 km，現場天氣晴好。

經排查，疑似故障點位于輸電線路穿越的某地下軌道交通固定工地內，故障原因初步判定為旋挖機沖樁時，直接打穿電纜引發線路短路。現場未發現人員傷亡，未造成電網大面積停電和用戶電力供應中斷。

2 故障分析

2.1 故障查找

由于疑似故障電纜段為跨越周邊路口的深頂管段，電纜本體地面管廊位置不能明晰確定，地面位置標樁和安全標識牌未設置，管線埋深預估6～8 m。當樁機鉆頭起鉆后，鉆洞因被泥水填充無法看清內部情況，故障點臨近附近公路等重要交通干線和建筑物，不具備大面積土方開挖查找故障點的現實條件和經濟成本。因此，準確查找和確定故障點成為設備搶修和隱患整改的著手點，相關查找方法見表1。

表1 故障查巡和確定過程Table 1 Fault inspection and determination process

通過上述6步測巡方法和查巡步驟，確定引發此次電纜線路跳閘的原因為旋挖機在電纜地面正上方沖樁。受損電纜故障現場查找過程如圖1～4所示。

圖1 疑似故障點分布的固定工地Fig.1 The fixed construction site with suspected fault points

圖2 旋挖機鉆頭附著物Fig.2 Attachment of rotary excavator bit

圖3 受損電纜故障相位置還原Fig.3 Schematic diagram of restoration of damaged cable fault phase position

圖4 受損電纜故障相斷口處Fig.4 Damaged cable fault phase fracture

2.2 原因分析

2.2.1 電纜管線位置不清晰、地面標識不確定，導致無法有效落實物防裝置和設置安全標志

在此次事件中， 受損電纜通過深埋管施工， 在1998年投產運行，由于電纜埋地段穿越多處交通要道和地面建筑物，無法在地面通過設置電纜標樁和安全標識等有效手段確定電纜位置。在日常運維中，電力運維班站對管廊只能在地面大致位置進行粗巡，無法實現精準巡視和精確交底。在事故發生后，由于管線信息不清，對故障點的查找和測巡也耗費了大量的過程成本和時間成本。

此外，受損電纜在投產后的管線位置信息和陀螺儀坐標未及時向政府管線管理機構進行備案，無法向周邊區域施工的責任方反饋電纜管線埋地具體信息。通過此次電纜實體暴露，確定電纜管廊埋深約6 m，超過電纜管線物探裝置約4 m的極限探測深度，施工單位無法通過有效物探進行管線勘測。

因此，電力運維班站無法通過有效交底向施工責任方傳遞電力安全管廊安全信息，電纜管廊地面鋼板敷設、油漆劃線和文字標識等有效物防裝置和安全標志也無法有效落實，固定工地電力設施防范外力破壞體系處于缺位狀態，導致施工方只能通過試掘和試鉆等冒險作業推進施工進度。

2.2.2 電纜管線遷改與項目施工進度對接不暢，導致安全管控措施落實不到位

經了解，此次受損電纜地理分布位置處于固定工地施工紅線范圍以內，根據政府有關職能部門統籌規劃擬進行相關電纜管線遷改。從本質安全角度出發，實施方案應將施工紅線范圍以內電力運行設備盡快遷移到施工紅線范圍以外，從源頭上化解電力設施外力破壞的風險。

在事件發生時，電力管線遷改對接將近2年時間，因溝通等環節不暢導致進度無實質性進展。同時，因電力管線信息不清楚導致無法實現遷改過渡期間的安全防范措施落實，施工方將防范重心移至電力設施運維單位，盡早完成管線遷改，導致固定工地冒險作業嚴重危及運行電纜本體安全。

因此，針對電纜管線分布位置和固定工地施工范圍相重疊的情形，雙方應制定切實可行的施工對接方案[3]，確保實現電力設施運行和施工作業過程的雙安全目標。

2.2.3 電纜管線前期遷改對接和后期運維交接效果不佳，導致電力設施外力破壞因素處于管控開環狀態

通過實施電纜管線遷改等直接性安全措施，落實物防裝置等間接性安全措施，設置安全標志等提醒性安全措施，可以實現電力設施防范外力破壞體系建設。

此次事件中，電力設施運維單位和固定工地施工單位進行了多輪遷改，前期無效對接和現場安全模糊交接，沒有落實上述實質性措施將電力設施外力破壞因素進行閉環有效管控，導致電力設施運行風險和施工過程作業風險發生事態發展軌跡交叉，最終形成電力設施外力破壞事件。

因此，實現電力設施防外力破壞的內、外部危險有害因素的全過程管控，是電力設施保護和設備安全實現的有效手段。

3 整改措施

1)借助設備搶修時機完成電力管線遷改，實現電力設施保護本質化安全。在此次事件當中，受損電纜處不具備開挖條件。在設備搶修時，搶修人員將受損電纜段前、后處解口，在固定工地施工紅線范圍以外的備用電纜管廊重新敷設布線。將設備遷移出施工范圍，實現本質化安全防護，從源頭上化解外力破壞風險。

2)在新電纜管線管廊地面上方部署固定圍欄，防止鄰近大型機械和人員誤入違章作業。沿施工紅線附近布設的新電力管廊，須對管廊路面部分進行充分圍蔽，防止大型機械和人員誤入管廊違章作業，在圍欄做好相應的安全色和安全標識[4]，補充好相關安全技術交底。

3)標清新電纜管廊地面上方的安全標志，為后續開展精細化運維創設先決條件。充分汲取本次事件的教訓，按照有關規程規定要求標清安全標志，將電纜管線信息向政府有關管理部門進行書面備案，便于后續電力運維班站和鄰近施工責任隊伍的辨識和提醒。

4 教訓啟示

1)電力管線信息在電力設施保護中作用凸現，應逐步提升信息完整率和準確度。對于電纜等埋地電力設施，除按照有關規程規定滿足安全運行技術要求以外，電力運維單位還應做好管線地理分布位置、坐標、走向、埋深等信息維護，及時將變動和更新信息向政府對口管理機構進行備案。通過各類地下管線集合管理和集中協調，解決管線管理中遇到的各種問題和糾紛。此外，除確保新、改和擴管線信息參數，電力運維單位還應確保原存量地下電纜管線參數的補充，逐步提升管線信息完整率和準確度。

2)做好電力管線遷改和項目施工進度安全銜接，從源頭上實現電力設施保護本質安全。對于固定工地施工過程中和建成后不滿足安全運行條件的電力管線，項目建設單位和電力運維單位應積極推進電力管線遷改，通過政策規定、技術規程、經濟手段和項目組織等多維度推進電力管線遷改進度，確保滿足固定工地施工的安全需要。此外，項目施工單位應在電力運維單位的提醒和協助下，組織落實好固定工地內待遷改電力管線在運狀態的物防裝置落實和安全標志設置，杜絕野蠻施工，避免對人身、設施和電網的安全威脅。

3)電力管廊地面位置標樁和安全標志至關重要，應等同主設備同步維護、保養和更新。對于地下電力管廊中運行的電力設備，相對于地面設備分布具備隱蔽性等特點，電力管廊地面作用醒目的位置標樁和安全標志至關重要，不但可以指引電力運維班站開展精細化巡視和運維，也可以起到有效的安全警示作用。電力運維單位應將位置標樁和安全標志納入設備主體，進行后續同步維護、保養和更新[5]。

5 結 語

此次故障暴露出電纜設備在投入運行、日常運維和遷改對接等全生命周期環節全過程管控不到位的問題，為后續外力破壞發生帶來安全隱患。因此，需做好電纜管線信息和現場地面標識等日常運維基礎管理工作，為防范外力破壞提供準確指引和落實依據。

地下電纜線路本身具備一定隱蔽屬性，為開展相應電力設施防范外力破壞工作帶來一定困難。電力運維單位應充分做好電力管廊信息參數的維護、備案等工作，做好電力管廊地面標樁和安全標志的同期維保工作，確保電纜安全穩定運行。