一起挖掘機開挖導致的110 kV高壓電纜外力破壞事故分析與探討

孫廣通

(廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州供電局，廣州 510620)

0 引 言

為防范地下高壓電纜外力破壞，電力設施運維單位應建立直接性、間接性和安全提示等三層防范體系，逐步系統(tǒng)改進內(nèi)、外部暴露問題[1-2]，從預防階段實現(xiàn)外力破壞危險源的循環(huán)管控閉環(huán)系統(tǒng)，降低電纜線路被外力破壞所帶來的不良影響。

該文以110 kV某高壓電纜線路受外力破壞(挖掘機開挖)為例，結合巡查情況分析事件原因，提出相應整改措施，供國內(nèi)同行和兄弟單位共同汲取事件教訓，共同做好高壓輸電線路的電力設施保護工作。

1 事故概況

2020年1月15日17時58分32秒，110 kV某架空和電纜混合線路保護動作，A相故障，三相開關跳閘，重合不成功，保護測距7.375 km。線路相關聯(lián)的變電站一次、二次設備檢查無異常，現(xiàn)場天氣陰。

經(jīng)確定，故障點位于110 kV某線電纜段支線在某道路路面的敷設段，故障原因為挖掘機開挖路面時，破壞電纜絕緣造成短路放電(見圖1)。

圖1 外力破壞發(fā)生后電纜因短路發(fā)出“黑煙”

經(jīng)排查，110 kV某線電纜段支線某段A相電纜受損(見圖2)。現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)人員傷亡，未造成電網(wǎng)大面積停電和用戶電力供應中斷。

圖2 電纜受損部位圖

2 事故原因分析

1)電纜管線地理位置基礎信息出現(xiàn)缺失，為安全管控帶來現(xiàn)實桎梏。據(jù)了解，受損110 kV電纜段敷設于交通干線路面正下方位，相鄰還有數(shù)回10 kV電纜平行敷設，同管廊敷設管線還包括輸水管、輸氣管、通信光纖等。此外，因設備投產(chǎn)時間久遠、運維缺乏連貫性等歷史延襲原因，導致電纜管線地理位置、坐標、走向、埋深等基礎信息和設備資料出現(xiàn)缺失。

基于此，電力運維班站通常只能夠沿電纜出站后管徑走向的大致方位進行粗放式巡視，即“模糊”運維。由于電纜管線現(xiàn)場埋位不確定，導致施工現(xiàn)場無法厘清電纜保護區(qū)和固定工地施工范圍地緣分布關系，相對應的鋼板硬隔離物防裝置無法針對落實，路面安全標志也無法精確設置，導致在運電纜線路安全防護的最主要手段失去可行性。此外，固定工地施工單位受物探裝置和技術水平所限，以及施工地段復雜地質(zhì)環(huán)境和外部干擾源影響，在實現(xiàn)精確勘測和準確定位方面偏差較大。

因此，電纜管線信息先期備案工作不到位引發(fā)的后續(xù)運維成本出現(xiàn)激增，同時，因管理和技術等現(xiàn)實條件所限，往往較難進行后期補救，為電纜管線的后續(xù)運維和安全管控帶來諸多現(xiàn)實桎梏。

2)電纜管線地面標識和安全標志出現(xiàn)混淆，為安全運維帶來管控漏保護區(qū)。據(jù)排查，故障發(fā)生地點因施工原因進行全隔絕封閉。施工單位在施工范圍內(nèi)部路面沒有發(fā)現(xiàn)電纜地面標識，但在施工范圍外部路面探巡到多處電纜地面標識，據(jù)此判斷出固定工地施工范圍內(nèi)無電纜分布。同時，施工單位先前聯(lián)絡過屬地10 kV配網(wǎng)運維單位進行現(xiàn)場設備確認，在得到確定信息后開展相應安全技術交底。

基于此，因110 kV電纜管廊路面上方無地面標識和安全標志而漏排查危險源，根據(jù)現(xiàn)場排查情況和配網(wǎng)設備運維單位許可，施工單位在施工范圍內(nèi)開展路面開挖作業(yè)。同時，主網(wǎng)運維單位因未掌握主網(wǎng)電纜管線信息無法準確甄別出施工風險對主網(wǎng)設備安全的危及程度，雙方未建立安全管控工作對接，導致固定工地外力破壞防范體系出現(xiàn)漏保護區(qū)和開環(huán)系統(tǒng)(見圖3)。

圖3 對主網(wǎng)電纜的安全防范出現(xiàn)漏保護區(qū)

因此，對于位于地下位置運行的電纜管線，其管廊正上方位的設備標識和安全標志成為有效風險辨識依據(jù)。錯誤的地面標識誤導電力運維班站安全運維方向，誘導施工隊伍安全管控策略發(fā)生錯漏。

3)電纜本體埋深不達標準，為后續(xù)運維沒有預留足夠安全裕度空間。據(jù)測量，故障段電纜距離路面埋深約30 cm，采用直埋施工方式，無明顯防護附屬設施。根據(jù)有關技術規(guī)程規(guī)定：在無防護時，電纜埋深一般設計深度應不小于70 cm；在有防護時，電纜埋深一般設計深度應不小于50 cm。當采用直埋施工方式時，應充分考慮電纜設備后續(xù)永久性運行條件的技術要求，依規(guī)附設相應水泥蓋板、電纜槽盒和黃砂敷設等防護裝置[3]，確保提升電纜安全運行環(huán)境的裕度。

基于此，受損電纜明顯不符合設備技術運行相關參數(shù)規(guī)定，埋深參數(shù)不達標。當挖掘機動土開挖路面時，埋深沒有預留足夠的安全裕度和充分的防護附屬設施，電力設施防范外力破壞體系缺乏足夠彈性和充分韌性。

因此，在電纜施工過程中，應依法依規(guī)確保電纜運維技術參數(shù)能夠滿足安全要求，電纜初期建設應兼顧設備的全生命周期運維管控，從源頭上化解電纜外力破壞風險，實現(xiàn)本質(zhì)安全的管控目標。

3 整改措施

1)摸查固定工地施工范圍內(nèi)電力管線分布情況，落實相應物防裝置和安全標志。以本次事件中暴露出土的電纜設備為摸查導向，全面摸查固定工地施工范圍內(nèi)和周邊輔助施工地點的主、配網(wǎng)電力管線分布情況，依照風險程度對電纜管線落實有效圍蔽措施并設置安全標志。此外，施工單位聯(lián)絡主、配網(wǎng)運維單位重新簽訂聯(lián)合安全技術交底，在全面辨識風險的基礎上推動相應物防、技防、人防和安防等措施落實。

2)完善暴露電纜的管線基礎信息，補充政府對口管線管理機構備案。以受損電纜暴露出土為契機，充分探巡完善已丟失的故障電纜管線信息，探明管線位置、坐標、走向和埋深等參數(shù)。同時，將上述材料及時補錄入政府對口管線管理機構備案，為后續(xù)運維和集中管控提供安全管理決策判據(jù)。

3)同步管控施工過程各類外力破壞危險源，在路面回填時完成路面標識和安全標志設置。固定工地建設單位、施工單位和監(jiān)理單位聯(lián)動電力設施主、配網(wǎng)運維單位建立電力設施保護集中管控聯(lián)絡機制，全面管控在施工過程中出現(xiàn)的新危險源。安全管控周期覆蓋整體施工周期，直至新路面完成修復，電力運維班站跟進路面翻修后的電力管線地面標識和安全標志補種工作[4-5]。

4 教訓啟示

1)完整的電纜管線基礎信息可預防電纜發(fā)生外力破壞，應逐步納入政府對口管線管理機構集中管控。通過完善電纜管線地理位置、走向、埋深、地面標識等管線信息質(zhì)量，改進電纜在運狀態(tài)附設槽盒、蓋板和敷砂等安全防護設施的本質(zhì)安全技術手段，把牢電纜設計基建階段設備永久性運行環(huán)境條件的實施和驗收關口，在源頭上消除外力破壞風險。此外，電力運維單位應納入政府各類管線管理機構集中管控平臺，在預防階段協(xié)調(diào)解決安全問題，運用管理手段化解鄰近開挖、鉆探、頂管等地面或地下動土作業(yè)給電力管線帶來的外力破壞風險。

2)有效的物防裝置和醒目的安全標識，依然是電纜線路防范外力破壞的主要手段。一般情況下，在防范外力破壞方面，高壓架空輸電線路可通過落實限高和防撞等物防裝置實現(xiàn)距離防護，高壓地下輸電電纜可通過落實鋼板敷設、油漆劃線等安全措施實現(xiàn)安全防護。電力運維班站和施工單位應充分辨別風險存在和程度級別，根據(jù)風險擬定有效的可行性防范手段，落實硬隔離等物防裝置，設置提醒性安全標志。

3)準確的電力管線地面標識和安全標志可傳遞有效安全提醒信息，應作為電纜設備日常運維的重要維護單元。由于電力管線管廊路面較易受地面各種生產(chǎn)和活動影響，路面標識和安全標志極易受外力影響發(fā)生損毀和丟失，電力運維單位應結合設備定期巡視做好電纜地面標樁和安全標志維護、保養(yǎng)和修復工作，確保電纜地面標志和地下電纜的準確對應關聯(lián)。

5 結 語

對于輸電電纜外力破壞防范體系建設，電力運維單位應提升電力管線基礎運維管理水平，為固定工地施工責任單位開展安全技術交底提供管線信息支撐，依據(jù)風險情況制定貼合施工現(xiàn)場的可行性防范策略，從而實現(xiàn)預防階段化解各類外力破壞危險源的有效管控。