礦區(qū)35KV電纜頭故障原因分析及預(yù)防措施

張輝

(上海大屯能源股份有限公司機(jī)電管理部,上海 221611)

礦區(qū)35KV電纜頭故障原因分析及預(yù)防措施

張輝

(上海大屯能源股份有限公司機(jī)電管理部,上海 221611)

本文作者對(duì)公司電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)介,總結(jié)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(duì)引起大屯電網(wǎng)供電安全的電纜頭故障進(jìn)行總結(jié)分析,從實(shí)際工作角度出發(fā)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(zhì)量的各種常見因素,從電纜頭的制作工藝、安裝工藝、環(huán)境因素等方面總結(jié)出預(yù)防電纜頭故障的方法及措施,對(duì)提高電纜頭的制作水平,延長(zhǎng)電纜頭的使用壽命具有實(shí)用價(jià)值,提升了電網(wǎng)安全可靠性,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

電纜頭 故障 分析與對(duì)策

1 概述

大屯礦區(qū)電網(wǎng)始建于上世紀(jì)70年代,經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展建設(shè),形成了以35KV電壓等級(jí)為骨架的供電系統(tǒng)。2004年開始,集團(tuán)公司加大對(duì)電網(wǎng)的改造力度,將礦區(qū)35KV及以上電壓等級(jí)的裸導(dǎo)線全部更新,桿塔全部更新為鋼管塔或角鋼塔,實(shí)現(xiàn)了全線路避雷線,大大提升了電網(wǎng)的供電可靠性。隨著電網(wǎng)運(yùn)行周期的增長(zhǎng),供電負(fù)荷的不斷增加,加上受環(huán)境限制,電纜頭的維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí),近幾年經(jīng)常出現(xiàn)35KV電纜頭故障,造成電網(wǎng)大面積停電,35KV電纜頭故障先已成為威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要原因,給礦井安全供電帶來(lái)很大壓力。

2 礦區(qū)35KV電纜頭故障統(tǒng)計(jì)

2007年開始,對(duì)電纜頭故障引起電網(wǎng)及礦井停電事故的電纜頭故障次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,具體見表1。

3 電纜頭故障原因分析

3.1 環(huán)境的影響

戶外裝在桿上的電纜端頭,常年受風(fēng)、雨、雪、雷電的侵襲及溫度諸因素的影響,經(jīng)多年運(yùn)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(guò)電壓的侵襲,當(dāng)避雷器放電時(shí),雷電流通過(guò)地線接地裝置流入大地,會(huì)在接地裝置的電阻上產(chǎn)生壓降,如果電纜接地裝置的電阻大于10Ω。產(chǎn)生的壓降較大,加上避雷器的殘壓,會(huì)加在電纜芯線至終端頭的絕緣體上,會(huì)使相線絕緣放電擊穿。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)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(duì)濕度在70%以下時(shí)進(jìn)行,更不能在雨天、雪天進(jìn)行,如果在空氣濕度大于70%的環(huán)境下制造,終端頭的配套材料和絕緣體表面都會(huì)附有水氣,冷縮管收縮后,管內(nèi)部和電纜絕緣體表面凝結(jié)的水氣,在電場(chǎng)作用下就會(huì)產(chǎn)生樹枝劣化。運(yùn)行中,在高溫和交流電場(chǎng)作用下逐步向電樹枝轉(zhuǎn)移, 內(nèi)將降低冷縮管 界面絕緣強(qiáng)度形成內(nèi)閃,直到絕緣擊穿造成故障。

3.3 制作工藝技術(shù)水平的影響

321電纜故障實(shí)物圖

342孔莊東風(fēng)井電纜故障實(shí)物圖

表1 礦區(qū)35KV以上電纜頭故障統(tǒng)計(jì)分析及圖片

電纜頭制作工藝標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,它應(yīng)由具有制造經(jīng)驗(yàn)技術(shù)較高的專職人員進(jìn)行,否則將影響制作質(zhì)量。

(1)剝切電纜的外護(hù)套,鎧裝層和內(nèi)襯層、銅屏蔽、外半導(dǎo)層時(shí),剝?nèi)ズ捅Ａ舻某叽绮环蠌S家要求,剝切時(shí)可能傷及絕緣體和線芯。(2)制作過(guò)程中填充膠、自粘帶、半導(dǎo)電帶等層數(shù)不夠;密封管和端子間有間隙時(shí),沒(méi)有用密封膠密封好,會(huì)從此進(jìn)潮氣、進(jìn)水,降低了終端頭的絕緣水平。(3)電纜終端頭制造好后,沒(méi)有做諧振耐壓試驗(yàn),一些制造缺陷沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。

3.4 設(shè)計(jì)安裝不當(dāng)?shù)挠绊?/h3>

桿上設(shè)計(jì)安裝的電纜頭,距桿和線路導(dǎo)線或刀閘接線點(diǎn)距離較近,接線后三相冷縮管嚴(yán)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(jìn)水,但由于冷縮管嚴(yán)重彎曲受力,不能隨導(dǎo)線直徑變化而變化。長(zhǎng)期彎曲可能使冷縮管變形產(chǎn)生裂紋,使冷縮管和絕緣體之間形成間隙,當(dāng)間隙內(nèi)存有水氣時(shí),到了冬季溫度較低時(shí),會(huì)在絕緣體和冷縮管內(nèi)部表面凝結(jié)成冰層,這樣就降低了冷縮終端頭管內(nèi)絕緣強(qiáng)度,在交流電場(chǎng)作用下形成內(nèi)閃,致使絕緣擊穿放電。

4 電纜頭故障預(yù)防措施

4.1 加強(qiáng)電纜頭溫升的監(jiān)測(cè)

溫度升高是電纜頭故障的前兆,對(duì)預(yù)防電纜頭故障起關(guān)鍵性作用。對(duì)于戶外桿上電纜頭,通過(guò)肉眼不方便觀測(cè)溫升,也不方便采用測(cè)溫臘片,應(yīng)采用紅外線溫度測(cè)試儀進(jìn)行定期測(cè)量。變電站開關(guān)內(nèi)的電纜頭,可采用測(cè)溫臘片測(cè)溫,通過(guò) 測(cè)溫臘片顏色的變化隨時(shí)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(duì)預(yù)防電纜頭故障起決定性作用,能大大延長(zhǎng)電纜頭的使用壽命。(1)購(gòu)買信譽(yù)好,質(zhì)量可靠的廠家生產(chǎn)的電纜頭。(2)制作過(guò)程中嚴(yán)格按照廠家說(shuō)明書一步一步制作,不能省工減料。(3)應(yīng)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(qiáng)對(duì)制作電纜頭職工的業(yè)務(wù)培訓(xùn),提高制作水平。(5)加大對(duì)故障電纜頭的考核力度,實(shí)行電纜頭制作掛牌制。

4.3 提高設(shè)計(jì)和安裝質(zhì)量

電纜頭做好后安裝固定時(shí),電纜分支不能多次被彎曲、扭轉(zhuǎn)。電纜頭與橫擔(dān)固定連接時(shí),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(guò)大的外力。從溝道引出地面的電纜在桿上敷設(shè)需穿鍍辟鋼管保護(hù),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(duì)于三芯電纜,必須保持足夠的分相長(zhǎng)度,同事三分相長(zhǎng)度要測(cè)量準(zhǔn)確,不能出現(xiàn)長(zhǎng)短腿,否則斜扭著的電纜會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力,長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致電纜頭損壞。

4.4 建立定期巡視檢查制度

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(jìn)行停電清掃檢查。電纜頭檢查的時(shí)候,主要檢查內(nèi)容:絕緣套管應(yīng)完整、清潔、無(wú)閃絡(luò)放電痕跡,附近無(wú)鳥巢; 聯(lián)接點(diǎn)接觸良好,無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象;絕緣膠有無(wú)塌陷、軟化和積水;有無(wú)電裂;芯線、引線的相間及對(duì)地距離是否符合規(guī)定,接地線是否完好等。