110kV電纜中間接頭故障分析處理與防盜對(duì)策

曹隴平 潘玉江

摘? ?要：高壓電纜是城市變電站與重要用戶(hù)之間非常關(guān)鍵的供電聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，其安全運(yùn)行是電網(wǎng)可靠供電的重要保障，其中110kV高壓電纜的線(xiàn)路里程最長(zhǎng)其安全問(wèn)題需要得到電力部門(mén)的高度重視。本文將對(duì)某110kV高壓線(xiàn)路的故障進(jìn)行檢測(cè)、探尋和分析，并通過(guò)分析闡述交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)對(duì)高壓電纜的重要性，來(lái)說(shuō)明交叉互聯(lián)同軸電纜被盜對(duì)電力系統(tǒng)的危害。需要提醒有關(guān)部門(mén)對(duì)此進(jìn)行整改處理和采取應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：110kV高壓電纜;交叉互聯(lián)同軸電纜;故障測(cè)尋;分析與對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TM757文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

近年來(lái)，由于城市化進(jìn)程的加速，電纜數(shù)量和范圍均快速增長(zhǎng)，但由于設(shè)計(jì)、運(yùn)維、管理等方面的不足，導(dǎo)致高壓電纜在前期架設(shè)完成后缺乏養(yǎng)護(hù)、看守，或是由于高壓電纜的安裝、架設(shè)本身就不符合實(shí)際情況，使得電纜在安裝過(guò)程中就存在著不同情況的缺陷，導(dǎo)致電纜帶病運(yùn)行或無(wú)防護(hù)措施運(yùn)行，因而引發(fā)電纜頻繁被盜的情況，導(dǎo)致電力企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也對(duì)人民生產(chǎn)生活安全造成威脅，因此，需要對(duì)高壓電纜的安全問(wèn)題提高重視，并采取措施進(jìn)行整改。

1 110kV電纜中間接頭系列故障基本概況

本文以某地由某廠(chǎng)家統(tǒng)一安裝的110 kV電纜，中間接頭造成的系列故障為研究對(duì)象，深入分析了一系列故障的原因。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)電纜及其附件故障的主要原因和類(lèi)型，可對(duì)電力電纜的安裝、運(yùn)維、管理提供借鑒，以期逐步降低電纜接頭的故障發(fā)生率。

該段110kV電纜線(xiàn)路總長(zhǎng)7.23km，全線(xiàn)共分為15個(gè)電纜段，由5個(gè)交叉互聯(lián)單元構(gòu)成，一側(cè)接220kV變電站GIS終端，另一側(cè)接110kV主變壓器，兩側(cè)終端金屬護(hù)層采用直接接地方式。全線(xiàn)經(jīng)過(guò)地區(qū)有一段河堤，采用排管與隧道相結(jié)合的方式敷設(shè)，電纜型號(hào)為YJLW03-64/110kV-400mm2。具體情況如圖1所示。

2 電纜中間接頭故障實(shí)際情況分析

根據(jù)圖1的情況，結(jié)合該地段電纜中間接頭故障的實(shí)際情況，本文做出了以下探尋方案及故障分析：

2.1 測(cè)尋方案

（1）發(fā)現(xiàn)電纜故障后，首先需要工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，確定故障性質(zhì)，才能進(jìn)行進(jìn)一步的故障測(cè)尋。主網(wǎng)系統(tǒng)反饋的220kV變電站在故障發(fā)生時(shí)采取了電流差動(dòng)保護(hù)，實(shí)測(cè)距離約為4.9km，距主變壓器約2.3km。假設(shè)此段電纜線(xiàn)路為純電纜線(xiàn)路，通過(guò)資料對(duì)比得出，從110kV變壓器所在變電站側(cè)開(kāi)始測(cè)尋故障準(zhǔn)確率更高。

（2）根據(jù)實(shí)地勘測(cè)情況，可采用3種方案進(jìn)行測(cè)尋。一是用二次脈沖法對(duì)故障位置進(jìn)行預(yù)定位，這種測(cè)尋方法相對(duì)能得到更準(zhǔn)確的的數(shù)據(jù)，但需要經(jīng)過(guò)多次多種情況的測(cè)尋，工序相對(duì)復(fù)雜，需要耗費(fèi)較多的人力和時(shí)間，因此這種測(cè)尋方法一般用于其他測(cè)尋方法均不能湊效的情況下;二是采用高壓電橋法預(yù)定位，這種方法不需要拆除交叉互聯(lián)電纜的接線(xiàn)，操作相對(duì)簡(jiǎn)便，但需要對(duì)故障線(xiàn)芯與無(wú)故障線(xiàn)芯進(jìn)行短接，容易受到接地系統(tǒng)的外部干擾;第三種為沖擊放電法，這種方法摒棄了故障位置預(yù)定位的步驟，而采用直接對(duì)故障線(xiàn)芯進(jìn)行加壓沖擊放電，并進(jìn)行聽(tīng)測(cè)的方式進(jìn)行測(cè)尋，相對(duì)來(lái)說(shuō)，這種方法更直觀且受外部因素影響最低，因此可以?xún)?yōu)先采用沖擊放電法來(lái)進(jìn)行測(cè)尋。

2.2 具體的測(cè)尋步驟

初步確定了測(cè)尋方案后，我們可以從110kV變壓器所在變電站側(cè)進(jìn)行高壓測(cè)試，將電纜故障測(cè)試車(chē)的高壓測(cè)試連接屏蔽線(xiàn)接到故障位置，并采用測(cè)試車(chē)的路徑整合測(cè)試設(shè)備，此步驟可以由電腦和信息平臺(tái)控制。

在電腦主控平臺(tái)選擇：“精確定點(diǎn)一沖擊一電壓范圍一自動(dòng)模式一沖擊間隔”，一再次確定沖擊電壓一開(kāi)始沖擊放電，使高壓電設(shè)備能夠整合故障測(cè)試。同時(shí)可以人為設(shè)置GIS終端的變壓范圍，通?？梢钥紤]不要高于15kV，約12kV時(shí)測(cè)尋的效果最好。采用聲磁同步儀測(cè)聽(tīng)，對(duì)工井反饋回來(lái)的信號(hào)進(jìn)行捕捉，最終確認(rèn)故障位置應(yīng)在4#工井B相。

2.3 對(duì)實(shí)際故障進(jìn)行解剖

將故障接頭兩端鋸斷抬至地面，在防水盒上下螺絲擰合的地方進(jìn)行進(jìn)一步勘測(cè)，找到精確的故障位置。將焦熔物清除，發(fā)現(xiàn)金屬護(hù)層鋁波紋與銅編織帶焊接處與銅保護(hù)殼燒結(jié)在一起，送電側(cè)銅保護(hù)殼已脆化。

進(jìn)一步解剖，把靠送電側(cè)的銅保護(hù)殼、銅屏蔽網(wǎng)等清理后，發(fā)現(xiàn)預(yù)制橡膠絕緣件中間部位隆起擊穿，主軸向方向有一條一字型放射的主要裂紋。而在剖開(kāi)橡膠材質(zhì)的預(yù)制件后，發(fā)現(xiàn)在中間接頭約10cm處有一損傷，產(chǎn)生了放電圓形凹坑，凹坑沿連接管方向呈電樹(shù)枝爬電痕跡，由此可知，該電纜主要問(wèn)題為中間接頭處產(chǎn)生的故障。

3 對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析

根據(jù)以上測(cè)尋解剖的結(jié)果，可以分析認(rèn)為，該段110kV高壓電纜中間接頭產(chǎn)生故障，主要原因是電纜交叉互聯(lián)同軸電纜被盜導(dǎo)致的。

由于3#工井與4#工井地處河堤邊，該路段工井位置設(shè)計(jì)安置稍低于河床高度，因此該段線(xiàn)路電纜的交叉互聯(lián)箱與外箱都沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的封堵措施，導(dǎo)致互聯(lián)箱內(nèi)的交叉互聯(lián)同軸電纜沒(méi)有較好地隱藏起來(lái)，而是有一段裸露在外。這應(yīng)當(dāng)是造成同軸電纜被盜的主要因素。在同軸電纜被盜時(shí)，由于盜竊者采用了剪斷電纜的粗暴手段，使得剩下的電纜落入工井積水，造成短路，故障發(fā)生后沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行解決，導(dǎo)致所處線(xiàn)路的金屬護(hù)套鋁波紋、銅編織帶、銅保護(hù)殼等燒結(jié)在一起，最終導(dǎo)致了絕緣接頭發(fā)生擊穿的事故。

造成這一結(jié)果，次要原因還有：①連接管沒(méi)有采用均壓套屏蔽罩，且繞包直徑小于電纜主絕緣直徑，使預(yù)制絕緣件內(nèi)的應(yīng)力控制管與連接管接觸不緊產(chǎn)生氣隙;②連接管壓膜處沒(méi)有打磨光滑，容易引起尖端棱角處放電;③金屬護(hù)套與大地將形成閉合回路，金屬護(hù)套中有環(huán)流通過(guò)，使電纜發(fā)熱，降低電纜載流量，產(chǎn)生了極大的環(huán)流，因而造成中間接頭故障。但主要還是因?yàn)橥S電纜被盜引發(fā)的交叉互聯(lián)接地系統(tǒng)循環(huán)不暢而導(dǎo)致的故障問(wèn)題。

4 針對(duì)電纜被盜導(dǎo)致故障的處理措施及建議

運(yùn)行中單芯電纜的金屬護(hù)套應(yīng)可靠接地， 一旦完全懸空，就會(huì)通過(guò)電容分壓在金屬護(hù)層上產(chǎn)生很高的工頻電壓，對(duì)人身安全構(gòu)成威脅，同時(shí)可能造成電纜擊穿故障，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致電纜溝道或隧道火災(zāi)。所以，一旦發(fā)生這種情況應(yīng)立即進(jìn)行處理。

具體的處理措施可為：

（1）加強(qiáng)對(duì)電纜線(xiàn)路的監(jiān)測(cè)，尤其對(duì)交叉互聯(lián)箱的溫度、濕度、周邊環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格檢察，確保在故障或意外發(fā)生時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理。對(duì)高壓電纜線(xiàn)路范圍加裝標(biāo)識(shí)牌，以方便運(yùn)維人員定時(shí)定期地對(duì)高壓電纜線(xiàn)路進(jìn)行檢修，同時(shí)也能預(yù)防意外性質(zhì)的破壞產(chǎn)生。

（2）加強(qiáng)防盜措施，安排運(yùn)維人員對(duì)易發(fā)生盜竊的路段進(jìn)行嚴(yán)密巡視和監(jiān)控，對(duì)于設(shè)置在地面上的交叉互聯(lián)箱體的基礎(chǔ)孔洞卜層用防火材料封堵，上半部分用混凝土填充，將同軸電纜包封在內(nèi)的方法，加大被盜難度。對(duì)于終端塔、終端場(chǎng)所的接地電纜，將電纜穿入塑料波紋管，然后采用在波紋管內(nèi)灌注砂漿的方法，以減少電纜接地線(xiàn)被偷盜的概率。

（3）帶電檢修。接地線(xiàn)、交叉互聯(lián)線(xiàn)被盜后金屬護(hù)套產(chǎn)生懸浮電位的危害性很大，因此僅僅立足于緊急情況下的處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。應(yīng)采取有效手段防止類(lèi)似的情況發(fā)生。但如果直接用接地線(xiàn)接地，瞬時(shí)放電電流很大，容易形成弧光放電，危及操作人員安全。應(yīng)采用滅弧接地裝置立即將懸浮金屬護(hù)層單端接地，消除懸浮電壓，暫時(shí)將金屬護(hù)層單接地運(yùn)行，然后停電或帶電恢復(fù)為交叉互聯(lián)雙端接地方式。

（4）前期設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到被盜風(fēng)險(xiǎn)，盡量在預(yù)安裝階段就設(shè)計(jì)好防盜措施，如在中間接頭工井安裝自動(dòng)溫度報(bào)警裝置，安裝智能防盜井蓋等。

結(jié)語(yǔ)

隨著城市化的不斷發(fā)展，高等級(jí)電纜線(xiàn)路運(yùn)行公里數(shù)越來(lái)越長(zhǎng)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)電力部門(mén)普遍重視電氣設(shè)備而忽視了對(duì)電纜線(xiàn)路的管理，造成電纜隧道管理混亂，加強(qiáng)對(duì)電力隧道的管控，避免盜竊事故的發(fā)生迫在眉睫。相關(guān)部門(mén)需要更多的思考如何快速地解決電纜故障、如何科學(xué)地對(duì)電纜線(xiàn)路進(jìn)行維護(hù)，確保電纜系統(tǒng)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]張巍.110kV電纜交叉互聯(lián)不完全換位引發(fā)的事故分析[J].科技與企業(yè)，2014（3）：232.