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別一味指責電纜廠!謹記這些舉措,有效防止電纜損壞事故!

陜西天馬電纜2020-04-04 16:33:31

隨著電網發展特別是城市電網的建設和發展,電力電纜的使用越來越多,電力電纜的安全運行更加重要,在分析歷年電力電纜損壞事故的基礎上,本文針對防止電纜絕緣擊穿事故、防止電纜火災、防止外力破壞、防止單芯電纜金屬護層絕緣故障四類問題,從規劃設計、基建施工、運行等環節提出48條反事故措施


1.防止電纜絕緣擊穿事故

1.1?設計階段應注意的問題

1.1.1??應按照全壽命周期管理的要求,根據線路輸送容量、系統運行條件、電纜路徑、敷設方式等合理選擇電纜和附件結構型式。

電纜線路必須符合電力系統的輸送容量,即所選用的電纜應具有滿足系統需求的長期載流量。在確定電纜截面時,應充分考慮地區電網發展、負荷增長及周圍運行環境等因素,同時結合造價的綜合經濟性進行選擇,避免較短時期后電纜載流量即不能滿足負荷增長需求,形成電網瓶頸;同時還要符合電纜全壽命管理要求,在其壽命期內發揮其最大作用,努力實現效益最大化。

結合電纜敷設路徑,如在纜線密集區域,應重點考慮防火要求,選擇相應阻燃等級的阻燃電纜,避免火災發生;在人員密集或有防爆需要的場所宜采用復合套管式終端,避免瓷套式終端故障產生的飛濺物傷及行人。(公眾號:輸配電線路)

為了適應各種不同敷設環境要求,如直埋、排管以及隧道等,電纜的鎧裝層與外護套應選用相應的結構材料,如含化學腐蝕環境應采用鉛套,易受水浸泡的電纜,應采用聚乙烯外護套,,以達到全壽命周期管理要求。

終端和接頭應滿足環境對其機械強度與密封性能的要求,戶外終端還應具有足夠的泄漏比距、抗電蝕和耐污閃性能,同時考慮地區污穢等級變化對設備適用性的要求。


1.1.2?應避免電纜通道鄰近熱力管線、腐蝕性介質的管道。

臨近熱力管線散發出的熱量會造成電纜通道內溫度升高,影響電纜線路的載流量,如果電纜線路長期運行在高溫環境中,還會加速絕緣老化,縮短電纜的使用壽命。在設計階段,應全面調查電纜通道周圍管線情況,避免臨近熱力管線。

腐蝕性介質管道中的物質一旦泄漏到電纜通道內,會造成電纜腐蝕,即電纜外護套、鎧裝層、鉛護套或鋁護套的腐蝕。酸或堿性溶液、氯化物、有機物腐蝕物質等都會使電纜遭受腐蝕。

實際案例:

[案例1?2011年,某市熱力管線泄漏,熱水滲入電纜隧道。該隧道內有多路10kV、110kV在運電纜,當時隧道內環境溫度超過60℃,遠高于電纜正常運行溫度,嚴重影響電網安全,電力公司被迫采取排水、通風降溫、調整電網運行方式等應急措施。


[案例2]?2009年,某公司220kV電纜隧道在與熱力管道的交叉距離不滿足規程要求,導致電纜溝內溫度不滿足運行要求,將該交叉點井內溫度與線路其他電纜井內溫度進行對比,最大溫差高達為21.4℃,負荷高峰時期電力公司不得不采取降溫、負荷控制措施。


1.1.3??應加強電力電纜和電纜附件選型、訂貨、驗收及投運的全過程管理,應優先選擇具有良好運行業績和成熟制造經驗的制造商。

加強全過程管理,訂貨階段應確保選擇成熟產品,這也是加強電纜產品入網管理的有效手段,有助于從源頭把住電纜產品的質量關。電纜及附件招投標時,必須進行嚴格的技術審查,同型號產品必須通過型式試驗。驗收環節應嚴格按照驗收相關要求進行把關,確保電纜線路健康投運。電力電纜主要采取固體絕緣材料,運行過程中狀態檢測困難、維修代價很高,所以應杜絕家族性設備缺陷問題。如果制造工藝不成熟、質量控制不完備,電纜、附件極易存在可見或不可見缺陷,在后期運行過程中出現批量性問題。

實際案例:

[案例]2010年,某公司110kV電纜在施工期間發現制造質量問題,該批次約50km電纜全部退貨,已發電線路的電纜和附件也全部更換,大大增加了工程周期、費用和電網運行風險。


1.1.4??同一受電端的雙回或多回電纜線路宜選用不同制造商的電纜、附件。110(66)kV及以上電壓等級電纜的GIS終端和油浸終端宜選擇插拔式。

雙路或多路電源電纜選用同制造商產品,將承擔較大的批次性問題風險,同時一旦出現批次性質量問題,將大大延長事故搶修時間和供電恢復時間。選擇不同制造商產品,即可防止電纜、附件批次性質量問題造成的全停風險。但采用不同制造商也帶來安裝、維護及備品備件管理上的不便,應結合工作情況酌情選擇。

選擇插拔式終端便于單獨對電纜進行交流耐壓試驗,同時電纜倉的SF6氣體或絕緣油的處理工作可以同步開展,利于縮短安裝時間,利于搶修。

實際案例:

[案例]2005年,某公司9.6km長的220kV線路,在投運11個月后,接頭連續發生擊穿,后經檢測判定為附件制造質量問題。18組接頭全部更換,搶修工區歷時半年,在此期間一座220kV變電站單電源。


1.1.5??10kV及以上電力電纜應采用干法化學交聯的生產工藝,110kV及以上電力電纜應采用懸鏈或立塔式工藝。

該條與國家電網公司招標技術條件保持一致。干法化學交聯形成的交聯聚乙烯材料電氣性能優良,目前制品額定電壓等級已達500kV,而輻照交聯和硅烷化學交聯法一般僅用于低壓電纜。


1.1.6??運行在潮濕或浸水環境中的110(66)kV及以上電壓等級的電纜應有縱向阻水功能,電纜附件應密封防潮;35kV及以下電壓等級電纜附件的密封防潮性能應能滿足長期運行需要。

水害對于電力電纜的安全穩定運行影響很大。針對固體絕緣電纜,一旦水分進入電纜絕緣表面或導體表面,都會使絕緣在比產生電樹低得多的電場強度下引發水樹,并逐步向絕緣內部延伸,導致絕緣加速老化,直至擊穿。針對油浸紙絕緣電纜,一旦水分進入其中,其電氣性能將顯著降低,絕緣電阻下降,擊穿場強下降,介質損耗角正切增大;水分的存在,可以使油浸紙絕緣電纜中的銅導體對電纜油的催化活性提高,從而加快絕緣油老化過程的氧化反應。尤其針對直埋線路,如果電纜附件密封性能不符合要求,易造成附件進水,進而導致事故的發生。


1.1.7??電纜主絕緣、單芯電纜的金屬屏蔽層、金屬護層應有可靠的過電壓保護措施。統包型電纜的金屬屏蔽層、金屬護層應兩端直接接地。

可靠的過電壓保護措施可以防止故障情況下金屬護層上產生的過電壓,造成電纜損壞或危及人身安全。護層絕緣可起到過電壓保護作用,同時對金屬護套是良好的防腐蝕層,因為非接地點的金屬護套有感應電壓時,當護層絕緣不良時,會引起交流腐蝕。大長度10、35kV單芯電纜也應考慮采取過電壓保護措施。

統包型電纜如果三相電流平衡時,則在金屬護套中不會產生感應電動勢,也沒有感應電流,應將金屬屏蔽層、金屬護層兩端直接接地。


1.1.8??合理安排電纜段長,盡量減少電纜接頭的數量,嚴禁在變電站電纜夾層、橋架和豎井等纜線密集區域布置電力電纜接頭。

電纜接頭是電纜絕緣的薄弱環節,據統計因電纜頭故障而導致的電纜火災、爆炸事故占電纜事故總量的70%左右。由于電纜接頭處于電纜溝內,不易巡檢,因此應盡量避免電纜接頭敷設在變電站夾層等纜線密集區,防止一路接頭故障波及其他電纜,造成事故的擴大。

實際案例:

[案例]2006年,某公司一路220kV電纜跳閘,1h后相同隧道內66kV電纜相間短路跳閘,1.5h后發現電纜隧道內起火冒煙。隧道內纜線燃燒近4h,共燒毀220kV電纜5路、66kV電纜3路,經過分析,判斷事故直接原因為高壓電纜接頭安裝質量問題,運行一段時間后絕緣強度降低,導致故障。



1.2 基建階段應注意的問題

1.2.1??對220kV及以上電壓等級電纜、110(66)kV及以下電壓等級重要線路的電纜,應進行監造和工廠驗收。

電纜各部分的原材料質量、生產工藝的控制等因素將直接影響電纜的質量。原材料的質量不良、工裝設備缺陷、生產工藝控制不當等都會給電纜長期運行埋下致命隱患。進行監造和工廠驗收,可確保電纜線路生產環節可控、在控,確保電纜出廠時處于健康狀態,避免電纜進入安裝或運行環節后出現問題。

[案例]2001年,某市一路110kV電纜線路GIS終端爆炸,直接擊穿點位于應力錐部位,經解體檢測認定該終端核心元件存在制造缺陷,隨后該批次產品全部進行了更換。


1.2.2??應嚴格進行到貨驗收,并開展到貨檢測。

結合電纜及附件的生產、安裝、運行和試驗經驗,對與電纜及附件長期運行性能密切相關的結構尺寸、電氣、物理等關鍵性能應進行到貨驗收及檢測,盡可能杜絕不合格品進入安裝環節、投入運行。

實際案例:

[案例]2008年以來,某公司根據國家標準、行業標準、訂貨技術條件,對10kV及以下電纜開展到貨質量檢測,兩年內交聯電纜檢測不合格率從開始階段的12.5%降到了1%,杜絕了導體直流電阻率超標、絕緣中存在雜質、阻燃性能不合格等問題產品投入運行。


1.2.3??在電纜運輸過程中,應防止電纜受到碰撞、擠壓等導致的機械損傷。電纜敷設過程中應嚴格控制牽引力、側壓力和彎曲半徑。

應用電纜盤搬運和儲放電纜,不允許電纜盤平放,避免電纜擠壓變形或松開。電纜盤應有牢固的封板,在運輸車上必須可靠固定,防止電纜盤移位、滾動及相互碰撞或翻到。

電纜敷設過程中應嚴格控制牽引力,避免導體、護套或絕緣變形、損壞;應控制側壓力,避免電纜在敷設通道轉彎處被擠傷。電纜彎曲時,電纜外側被拉伸,內側被擠壓,由于電纜材料和結構特性的原因,電纜承受彎曲有一定的限度,過度的彎曲將造成絕緣層和護套的損傷,甚至使該段電纜完全破壞。因此,在電纜敷設過程中,應根據電纜絕緣材料和護層結構不同,嚴格控制彎曲半徑。

實際案例:

[案例1]2008年,某抽水蓄能電站500kV電纜擠壓變形,經分析主要原因是,電纜盤超高,運輸過程將電纜盤平放,導致電纜擠壓變形。


[案例2]2008年,某變電站運行中站用變壓器低壓電纜絕緣擊穿,經分析,主要原因為電纜轉彎處局部絕緣層因擠壓、摩擦導致嚴重損傷。


1.2.4??施工期間應做好電纜和電纜附件的防潮、防塵、防外力損傷措施。在現場安裝高壓電纜附件之前,其組裝部件應試裝配。安裝現場的溫度、濕度和清潔度應符合安裝工藝要求,嚴禁在雨、霧、風沙等有嚴重污染的環境中安裝電纜附件。

嚴格控制施工環境,避免影響施工質量,留下事故隱患。采取防潮、防塵、防外力損傷措施,主要為避免施工過程中絕緣部件污染或損傷,導致絕緣性能降低。高壓電纜附件安裝應有可靠的防塵措施,在室外作業,要搭建防塵棚,施工人員宜穿防塵服;在濕度較大的環境中,應進行空氣調節,施工現場應保持通風。

安裝前的試裝配避免因部件不全、不匹配、不合格等造成的窩工或損失。

實際案例:

[案例]2002年,某110kV電纜在交接試驗中發生戶外終端擊穿。經分析認定為施工期間環境控制措施不當所導致。附件組裝期間氣溫在零下,同時有4~5級大風和揚塵,施工現場未采取有效防護措施,導致絕緣件被污染。


1.2.5??應檢測電纜金屬護層接地電阻、端子接觸電阻,必須滿足設計要求和相關技術規范要求。

當電纜發生故障時,電纜金屬護套、接地系統會流經故障電流,接觸電阻過大可能導致觸點燒毀,甚至導致次生故障。單芯電纜正常運行過程中,金屬護層接地回路中往往有感應電流,如接觸電阻過高會造成發熱缺陷,甚至故障。


1.2.6??金屬護層采取交叉互聯方式時,應逐相進行導通測試,確保連接方式正確。金屬護層對地絕緣電阻應試驗合格,過電壓限制元件在安裝前應檢測合格。(微信號:shudianxianlu)

采用交叉互聯系統目的在于降低電纜運行時金屬護套產生的感應電壓,如果交叉互聯系統接線方式錯誤,將使系統失效,進行交叉互聯系統逐相導通測試,主要為防止安裝錯誤引發事故。

測量線路絕緣電阻是檢查電纜線路絕緣狀況最簡便的方法。

實際案例:

[案例1]2002年,某110kV線路接地系統電流異常,拆檢發現接地系統施工錯誤,同一交叉互聯段的兩個互聯箱內金屬連扳接線方式相反,導致交叉互聯混亂,感應電流很大。


[案例2]2007年,某110kV電纜線路接地電流異常,經使用萬用表對2個交叉互聯箱內6條交叉互聯線進行導通測試,發現1號接頭互聯線的B相線芯與屏蔽線相互導通、2號接頭互聯線的C相屏蔽線與箱體導通。


[案例3]2008年,某電纜護套環流測量中發現,該段線路中金屬護套環流最大值高達224A,已達到電纜負荷電流的95%,經過對環流測量值、電氣回路的分析及環流計算軟件的驗證,確定了導致本次環流異常的根本原因:2號接頭井C相引出同軸電纜的線芯與護套接反,導致C相電源側與負荷側反接,破壞了正常的交叉互聯系統電氣接線。



1.3??運行階段應注意的問題

1.3.1?運行部門應加強電纜線路負荷和溫度的檢(監)測,防止過負荷運行,多條并聯的電纜應分別進行測量。巡視過程中應檢測電纜附件、接地系統等的關鍵接點的溫度。

電纜運行溫度與負荷密切相關,但僅僅檢查負荷并不能保證電纜不過熱,所以必須檢查電纜表面實際溫度,以確定電纜有無過熱現象。線路的額定載流量和環境溫度密切相關,測負荷時應測量最高環境溫度。

多條并聯的電纜應分別進行測量,因為多條電纜并列運行時會出現負荷分配嚴重不均的現象,總負荷未超限,但其中一條可能因負荷分布不均已過載。

電纜線路原則上不允許過負荷,過負荷將縮短電纜的使用壽命,造成導體接點的損壞,或是造成終端外部接點的損壞,或是導致電纜絕緣過熱,進而造成固體絕緣變形,降低絕緣水平,加速絕緣老化;過負荷還可能會使金屬鉛護套發生龜裂現象,使電纜終端和接頭外保護盒脹裂(因為灌注在盒內的瀝青絕緣膠受熱膨脹所致)。

電纜附件、接地系統的關鍵接點在長期負荷和故障電流的影響下,發生問題概率較大。在線路發生故障時,接點處流過故障電流,更會燒斷接點,因此在不停電條件下測量接點溫度,是檢查接點狀況的有效措施。

實際案例:

[案例]2001年,某公司發現一220kV電纜線路終端頭局部發熱不均,經停電拆檢發現套管底部的硅油內已有黑色沉淀物。經過處理有效地避免了一次運行故障。


1.3.2??嚴禁金屬護層不接地運行。應嚴格按照運行規程巡檢接地端子、過電壓限制元件,發現問題應及時處理。

統包電纜線路的金屬屏蔽和鎧裝應在電纜線路兩端直接接地,電纜具有塑料內襯層或隔離套時,金屬屏蔽層和鎧裝層應分別引出接地線,且兩者之間宜采取絕緣措施。單芯電纜金屬屏蔽(金屬套)在線路上至少有一點直接接地,任一點非直接接地處的正常感應電壓應符合:采取能防止人員任意接觸金屬屏蔽(金屬套)的安全措施時,在滿載情況下不得大于300V;未采取能防止人員任意接觸金屬屏蔽(金屬套)的安全措施時,在滿載情況下不得大于50V。


1.3.3??運行部門應開展電纜線路狀態評價,對異常狀態和嚴重狀態的電纜線路應及時檢修。

開展電纜線路狀態評價,可及時反映出設備性能參量的優劣情況,得到設備當前各種技術性能綜合評價結果。電纜線路的狀態參量以查閱資料、帶電檢測、巡視檢查和在線監測等方式獲取。對于自身存在缺陷和隱患的電纜線路,應加強跟蹤監視,增加帶電檢測頻次,及時掌握隱患和缺陷的發展狀況,采取有效的防范措施。有條件時可對重要電纜線路開展接地電流、電纜表面溫度和局部放電等項目的狀態監測。

異常狀態指設備的一個或幾個特征狀態參量超過標準限值,并且幾個一般狀態參量明顯異常,已影響設備的性能指標或可能發展成重大異常狀態,設備仍能繼續運行。嚴重狀態指設備的一個或幾個狀態參量嚴重超出標準或嚴重異常,設備只能短期運行或立即停運。否則,隨時可能造成設備損壞、人身傷亡、大面積停電、火災等事故,因此針對異常狀態和嚴重狀態的電纜線路應及時檢修。



2.防止電纜火災

2.1 ?設計基建階段應注意的問題

2.1.1??電纜線路的防火設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收,防火設施未驗收合格的電纜線路不得投入運行。

電纜防火工作必須抓好設計、制造、安裝、運行、維護、檢修各個環節的全過程管理,要嚴格施工工藝、合理選擇防火材料以及落實各項防火措施。要求新建、擴建電力工程的電纜選擇與敷設以及防火措施應按有關規范和規程進行設計,并加強施工質量監督及竣工驗收,確保各項電纜防火措施落實到位,并與主體工程同時投產。


2.1.2??同一通道內不同電壓等級的電纜,應按照電壓等級的高低從下向上排列,分層敷設在電纜支架上。

考慮防火因素,將高低壓電纜分層布置,意在減小低壓電纜故障時對高壓電纜的影響;考慮外力破壞因素,將電壓等級較低的電纜敷設于隧道上層支架,降低電纜通道遭受外力破壞時,其影響高壓電纜的概率。


2.1.3??采用排管、電纜溝、隧道、橋梁及橋架敷設的阻燃電纜,其成束阻燃性能應不低于C級。與電力電纜同通道敷設的低壓電纜、非阻燃通信光纜等應穿入阻燃管,或采取其他防火隔離措施。

重視電纜敷設,嚴格遵照有關消防規范、規程和設計圖紙要求施工,做到布線整齊。高壓電纜、低壓電纜和控制電纜應按規定分層布置,并采取必要的隔離措施,以防止低壓電纜、控制電纜出現問題導致其他纜線故障,從而擴大事故。

一些事故暴露出電纜防火方面存在的問題以及所導致的嚴重后果,例如電纜布置混亂,沒有分層布置且沒有采取分層阻燃、分段阻燃、涂刷防火涂料或安裝防火槽盒等措施,導致電纜著火事故的擴大,燒損重要電纜,擴大了事故損失。

實際案例:

[案例]2006年,某市火災導致某隧道內六路高壓電纜燒毀,導致隧道火災蔓延的原因是高壓電纜選用PE護套,由于沒有阻燃性能,導致火災蔓延,損失擴大。


2.1.4??中性點非有效接地系統中,纜線密集區域的電纜應采取防火隔離措施。

中性點非有效接地系統通常指中性點不接地、諧振接地、經低電阻接地、經高電阻接地,該類系統中的電纜在單相接地故障后繼續運行的過程中,電弧可能危害臨近電纜,造成事故的進一步擴大。

實際案例:

[案例]2006年,某公司一路消弧線圈接地系統中的35kV電纜發生單相接地故障,在堅持運行過程中,電弧燒傷臨近的多路10、110kV電纜和通信光纜,導致一座高層建筑停電、一座110kV變電站喪失一路電源。


2.1.5??非直埋電纜接頭的最外層應包覆阻燃材料,充油電纜接頭及敷設密集的中壓電纜的接頭應用耐火防爆槽盒封閉。

電纜附件是電纜線路絕緣的薄弱環節,必須嚴格控制制作材料和工藝質量。由于電纜接頭處于電纜通道內,不易監視,因此,應加強對電纜接頭的施工工藝控制,必要時采用耐火防爆槽盒將其封閉。


2.1.6??在電纜通道內敷設電纜需經運行部門許可。施工過程中產生的電纜孔洞應加裝防火封堵,受損的防火設施應及時恢復,并由運行部門驗收。

采用封、堵、隔的辦法進行電纜防火,目的是要保證單根電纜著火時不延燃或少延燃,避免事故損失擴大。需封堵的部位必須采用合格的不燃或阻燃材料封堵。由于施工或材料老化造成原有防火墻或封堵失效時,應及時修復。另外,電纜著火時會產生大量有毒煙氣,特別是普通塑料電纜著火后產生氯化氫氣體,氣體會通過縫隙、孔洞彌漫到電氣裝置室內,在電氣設備上形成了一層稀鹽酸的導電膜,從而嚴重降低了設備、元件和接線回路的絕緣,造成了對電氣設備的二次危害。


2.1.7??隧道及豎井中的電纜應采取防火隔離、分段阻燃措施。

電纜的防火隔離措施,能有效避免事故擴大。電纜進出電纜通道處、電纜隧道內、豎井中應設置防火分隔。

實際案例:

[案例]2011年,某電廠豎井中電纜發生短路,電弧引燃電纜。由于部分電纜橋架及豎井隔斷、穿墻孔洞封堵施工封堵不良且未按設計要求施工,未能有效阻斷火勢蔓延,造成事故擴大,導致一臺機組停運和數百萬元的經濟損失。



2.2 ?運行階段應注意的問題

2.2.1??電纜密集區域的在役接頭應加裝防火槽盒或采取其他防火隔離措施。變電站夾層內在役接頭應逐步移出,電力電纜切改或故障搶修時,應將接頭布置在站外的電纜通道內。

電纜接頭故障是電纜線路故障的主要原因,因此在以上防火重點區域不允許新增接頭;對現有的接頭在短期內應采取防火隔離等控制措施,最終應逐步移出。

實際案例:

[案例]某電廠室外電纜溝中一臺循環水泵電纜中間接頭發生爆破,損傷和引燃周圍其他循環水泵的動力和控制電纜,造成了正在運行的5臺循環水泵中的4臺泵跳閘,導致2臺汽輪發電機組由于真空低而被迫停機。


2.2.2??運行部門應保持電纜通道、夾層整潔、暢通,消除各類火災隱患,通道沿線及其內部不得積存易燃、易爆物。

電纜通道、夾層整潔暢通可便于開展運維檢修工作,同時不留火災隱患,避免易燃易爆物引發火災,造成事故。


2.2.3??電纜通道臨近易燃或腐蝕性介質的存儲容器、輸送管道時,應加強監視,防止其滲漏進入電纜通道,進而損害電纜或導致火災。

多城市曾發生燃氣、油氣等滲漏進入電纜通道,并發生爆炸的事件,有必要對重點區域采取監測、防范措施。

實際案例:

[案例]某城市隧道發生爆炸事故,隧道內電纜全部燒毀,爆炸起火原因為臨近隧道的天然氣管道發生泄漏進入電纜隧道,在放電火花或外界火源的誘發下發生爆炸起火。


2.2.4??在電纜通道、夾層內使用的臨時電源應滿足絕緣、防火、防潮要求。工作人員撤離時應立即斷開電源。

避免臨時電源引發火災事故。

實際案例:

[案例]2000年,某市一電力隧道內施工用低壓電纜的相線與在運110kV電纜外皮短路,長時間打火,將110kV電纜A相外護層及鋁護套燒穿。經查根本原因是由于施工人員未采用帶統包絕緣的低壓電纜,而且未安裝熔絲和漏電保安器。


2.2.5??在電纜通道、夾層內動火作業應辦理動火工作票,并采取可靠的防火措施。

電纜溝、夾層均屬于密閉空間,為確保密閉空間作業人身和設備安全,在進行動火作業前應辦理動火工作票,并有可靠的防火措施,避免措施不當引發火災事故。


2.2.6??變電站夾層宜安裝溫度、煙氣監視報警器,重要的電纜隧道應安裝溫度在線監測裝置,并應定期傳動、檢測,確保動作可靠、信號準確。

運行人員在周期巡視中才能了解到變電站夾層以及隧道內情況,對于巡視周期內的情況一無所知。為了預防電纜火災事故,可在隧道、夾層加裝溫度探測、溫度在線監測和感煙報警系統。溫度在線監測系統可實時探測隧道和夾層環境溫度,發現異常立刻報警,煙感報警系統可即時發現火情,避免事故擴大。

針對監測系統,要確保數據準確,需及早發現在線監測裝置缺陷,以免由于系統誤報、不報等問題給生產運行工作帶來壓力。


2.2.7??嚴格按照運行規程規定對電纜夾層、通道進行巡檢,并檢測電纜和接頭運行溫度。

電纜的防火工作,不但要在設計、安裝過程中落實好各項措施,還要加強電纜的生產管理,建立健全電纜維護、檢查等各項規章制度,要按期對電纜進行測試和紅外測溫,發現問題及時處理。

實際案例:

[案例1]2000年,某公司電纜運行人員發現一220kV交聯電纜A相終端頭套管局部發熱,經停電解體檢查,發現應力錐存在放電痕跡。


[案例2]2006年,某公司運行人員檢測某線路C相終端出線端子,經紅外測溫發現溫度異常,停電后對松動觸點進行緊固,避免了一起故障。


3.防止外力破壞

3.1 ?設計基建階段應注意的問題

3.1.1??同一負載的雙路或多路電纜,不宜布置在相鄰位置。

降低一次外力造成多路電纜受損的概率,降低中斷供電的可能性。


[案例]某變電站三路110kV外電源同溝敷設,2002年夏,附近一建筑施工單位打側向錨定孔時,鉆頭一次破壞兩路電纜,造成部分用戶停電。


3.1.2??電纜通道及直埋電纜線路工程應嚴格按照相關標準和設計要求施工,并同步進行竣工測繪,非開挖工藝的電纜通道應進行三維測繪。應在投運前向運行部門提交竣工資料和圖紙。

電纜線路是隱蔽工程,竣工資料及圖紙是電纜設備最為重要的基礎信息來源,對電纜運行及檢修工作起指導性的作用。此外,由于電纜通道和直埋線路施工的實際線路與設計圖紙可能有偏差或變更,為準確的反映通道和直埋電纜的實際敷設路徑,便于電纜及通道的運維、檢修,必須繪制竣工圖紙。

非開挖工藝是在不開挖地表的條件下完成通道建設的一種方法,為確保日后通道安全運行,必須對通道進行三維測繪,掌握通道的走向、高程等信息。


[案例]2009年,某110kV電纜事故搶修,因圖紙有誤,按照所示位置和深度一直找不到頂管位置,無法確認電力設施受外力破壞的損傷程度,最后只能采取其他的檢修方案,近一個月才修復完畢。?


3.1.3??直埋電纜沿線、水底電纜應裝設永久標識。

直埋電纜及水底電纜易發生外力破壞事故,設置永久標識,起到警示和告知的作用,減少外力事故的發生;同時,便于運行人員開展巡視工作。


3.1.4??電纜終端場站、隧道出入口、重要區域的工井井蓋應有安防措施,并宜加裝在線監控裝置。戶外金屬電纜支架、電纜固定金具等應使用防盜螺栓。

為避免通道資源被隨意占用、電線電纜發生偷盜或人為破壞,應做好出入設備區的技術防范措施,確保電力電纜安全穩定運行。通過采用出入口在線監控裝置,不但可以起到非法進入報警功能,還可以實現出入設備區的有效管控,杜絕違章施工現象以及設備破壞事件的發生。在戶外地區,針對易被偷盜的部件,應采用防盜螺栓,避免支架、固定金具被盜后,影響電纜的安全穩定運行。


[案例]某公司2006年電力隧道內盜竊案件多達10余起,2007~2009年完善安防措施后,盜竊事件得到遏制,同時作業人員的出入也實現了可控在控。



3.2 ?運行階段應注意的問題

3.2.1??電纜路徑上應設立明顯的警示標志,對可能發生外力破壞的區段應加強監視,并采取可靠的防護措施。

電纜線路作為隱蔽設備,易被外力破壞,設置警示標志可以在一定程度上避免外力破壞。運行單位應及時了解和掌握電纜線路通道周邊的施工情況,查看電纜線路路面上是否有人施工,有無挖掘痕跡,全面掌控路面施工狀態;對于在電纜線路保護范圍內的危險施工行為,運行人員應立即進行制止。


[案例1]2005年,某施工單位進行寫字樓施工時,在現場沒有進行管線調查和挖探,直接在某35kV電纜線路路徑上向地下打鋼管支撐,其中一根鋼管直接打在電纜本體上,電纜絕緣被破壞而發生擊穿。


[案例2]2005年,某變電站西出線電力隧道工程項目部進場開始施工,在變電站墻外西南角打降水井,在打第二口降水井至1.5m深時發現降水井內有氣泡冒出,后立即停止施工。開挖事故點發現,此處地下直埋敷設的35kV某電纜線路被降水打眼機器破壞,有兩相被破壞。


3.2.2??工井正下方的電纜,宜采取防止墜落物體打擊的保護措施。

工井作為人員進出電纜通道的唯一途徑,也有可能成為重物等危險物進入隧道的途徑,對井口下電纜應加裝剛性保護,一旦有重物跌落井口內,不會對電纜造成損傷。


[案例]2002年,某110kV電纜安裝工作已完成,但在井下尚未安裝電纜保護凳。在人員撤離過程中,一根鋼釬從井口墜落,扎傷電纜。施工方被迫延誤送電,局部更換電纜、制作接頭。


3.2.3??應監視電纜通道結構、周圍土層和臨近建筑物等的穩定性,發現異常應及時采取防護措施。

電纜通道是電纜敷設的重要路徑,一旦通道發生事故,通道內的電纜均會遭受不同程度的損傷,電纜及通道搶修工作將十分困難,同時將會對周邊區域供電帶來嚴重影響。電纜通道周圍土層、臨近建筑的穩定性都會對電纜通道的結構帶來影響,通過對其進行監視,可以提前發現電纜通道潛在的隱患,通過提早采取必要措施,避免嚴重事故的發生。


[案例1]2005年,某隧道因周圍自來水泄漏造成塌方,砸傷多路10kV電纜。在搶修過程中造成附近高層建筑、居民小區長時間停電。


[案例2]2008年,某公司電纜運行人員巡視發現,某地鐵盾構施工路段突然發生十幾米的道路下陷,導致該路段敷設的3路110kV電纜線路基礎下陷,6根110kV電纜承受上方土方壓力,該公司立即組織進行搶修。


3.2.4??敷設于公用通道中的電纜應制定專項管理措施。

隨著城市化建設的不斷發展,公用通道逐步被應用于城市地下管線的綜合走廊。公用通道中,往往同時運行著電力、熱力、上下水等市政管線,必須避免在其他管線正常狀態和發生滲漏等異常時危及電纜安全運行,同時還需防止由于電纜正常運行和故障時的電磁場、熱效應、電動力等危及其他管線,進而造成次生事故。因此,敷設于公用通道中的電纜,應有專項管理措施。


3.2.5??應及時清理退運的報廢纜線,對盜竊易發地區的電纜設施應加強巡視。

電纜通道內的退運、報廢纜線經常是盜竊目標,同時在盜竊過程中竊賊可能破壞在運電纜或支架、地線等輔助設置。所以必須及時清理退運報廢線纜。


[案例]2001年,某市電力隧道內一路數千米長退運10kV油紙電纜被盜,盜竊人員為便于運輸將電纜就地剝開,僅拿走芯線,隧道內堆積大量油浸絕緣紙,造成嚴重火災隱患。



4. 防止單芯電纜金屬護層絕緣故障

4.1??設計基建階段應注意的問題

4.1.1??電纜通道、夾層及管孔等應滿足電纜彎曲半徑的要求,110(66)kV及以上電纜的支架應滿足電纜蛇形敷設的要求。電纜應嚴格按照設計要求進行敷設、固定。

由于電纜材料和結構特性的原因,電纜承受彎曲有一定的限度,過度的彎曲將造成絕緣層和護套的損傷,因此作為電纜線路敷設的通道,無論隧道、夾層以及管井等,結構本體的轉彎半徑都應不小于電纜線路的轉彎半徑,確保電纜不受損傷。

電力電纜在運行狀態下因負載和環境溫度變化引起導體和絕緣熱脹冷縮,產生機械應力,所以在隧道中敷設高壓電纜時采用蛇形敷設,電纜支架橫檔長度、強度及電纜布置都應滿足電纜蛇形敷設要求。

電纜固定的作用在于把電纜因熱脹冷縮產生的蠕動量、機械應力進行分散,避免電纜、接頭受到機械損傷。


[案例]2003年,某公司一路運行中110kV電纜本體擊穿,原因是通道拐彎處的電纜固定方式不當,電纜在較高負荷時蠕動伸長,擠壓角鋼制電纜支架,電纜護層、絕緣受損,導致故障。


4.1.2??電纜支架、固定金具、排管的機械強度應符合設計和長期安全運行的要求,且無尖銳棱角。

電纜支架應具備足夠的機械強度和耐腐蝕性能,避免由于支架老化、銹蝕導致電纜發生故障。電纜固定金具以及接頭托架也應具備足夠的機械強度和耐腐蝕性能,避免金具失效導致電纜、接頭移位和故障。排管應具備一定的機械強度及耐久性,具備承受一定抗外力破壞的能力。


4.1.3??應對完整的金屬護層接地系統進行交接試驗,包括電纜外護套、同軸電纜、接地電纜、接地箱、互聯箱等。交叉互聯系統導體對地絕緣強度應不低于電纜外護套的絕緣水平。

高壓電纜護層絕緣必須完整良好才能保證電纜穩定運行,如果外護套破損,電纜線路將形成多點接地,金屬護套上將產生環流,并可能導致故障。對金屬護層接地系統進行交接試驗,能夠提早發現接地系統中存在的問題,避免接地系統絕緣缺陷以及施工缺陷引發事故。


[案例1]2010年,某公司試驗發現某220kV電纜接頭交叉互聯線短路,后經檢查判定為錯誤施工所致。


[案例2]2003年,試驗發現某廠商提供的接頭銅殼內部短路,造成絕緣接頭兩側金屬護層導通,交叉互聯混亂。



4.2 ?運行階段應注意的問題

4.2.1??應監視重載和重要電纜線路因運行溫度變化產生的蠕變,出現異常應及時處理。

電纜蠕動后極易與支架等部件緊密接觸,長期受力下可損傷電力電纜,進而引發事故。因此,應重點監視重載線路的蠕動情況,發現異常及時采取措施,避免電纜受損。


4.2.2??應嚴格按照試驗規程對電纜金屬護層的接地系統開展運行狀態檢測、試驗。

接地系統是電纜系統中較為薄弱和缺陷易發環節,經驗表明,一般在電纜線路的交叉互聯系統出現缺陷時,電纜護套接地電流將較明顯變化,在日常運行工作中應給予重點關注。目前電纜金屬護套接地系統常采用的試驗方法主要有在線測接地電流、紅外測溫以及停電開展外護套直流耐壓、測試護層保護器絕緣電阻等。


[案例1]某110kV電纜線路自變電站第一個交叉互聯段的接地電流異常,最大值達到124A,而負荷為190A,接地電流與負荷比超過50%,按照國家電網公司狀態檢修試驗規程要求需要停電處理和查明原因。經過故障測尋,共發現故障點9處,其中外護套缺陷7處,交叉互聯線缺陷2處。


[案例2]由于南方地區屬于白蟻高發區,并且電纜運行中溫暖、潮濕、陰暗的環境也為白蟻提供了最適宜的生活條件,所以電纜外護套受白蟻蛀蝕的問題也相當嚴重。2006年,某地區發現多路電纜外護套、銅屏蔽被白蟻蛀蝕,嚴重影響了電纜的安全穩定運行。?


4.2.3??應嚴格按試驗規程規定檢測金屬護層接地電流、接地線連接點溫度,發現異常應及時處理。

通過測試金屬護層接地電流,可以發現接地電流不平衡現象,進而判斷接地系統缺陷。常用的檢測方式是直接使用鉗形電流表直接測量外護層接地線電流值,根據電纜負載情況,以及歷次檢測數據、相間數據的對比判斷外護層絕緣情況。目前,部分公司也采用了在線監測的手段,可以實時掌握接地電流數據。

在電纜接地系統失效的情況下,金屬護套將會產生較高的感應電壓,在感應電壓作用下金屬護套可能對臨近金屬放電,最終引起電纜主絕緣發生擊穿。接地線連接點溫度異常也往往說明線路接地系統存在問題,需要及時解決。


[案例]2001年,某110kV電纜C相終端溫度高達110℃,當時負荷電流為550A。A、B相終端溫度約為45℃,環境溫度為27℃左右。同時C相電纜本體的溫度略高于A、B相。A、B、C相終端接地線中電流遠大于30A,有很明顯的發熱。經停電檢查,發現接地系統連接出錯。


4.2.4??電纜線路發生運行故障后,應檢查接地系統是否受損,發現問題應及時修復。

電纜線路發生故障時,過電壓和接地電流可能損壞電纜外護套、過電壓保護裝置等,所以在查線過程中應仔細檢查接地系統,必要時還應進行耐壓試驗,避免電纜帶缺陷投運后發生次生故障。


[案例]2010年,某公司一路220kV線路故障造成電纜多處護層保護器擊穿,搶修人員全部進行了更換,同時對整個交叉互聯系統進行了耐壓試驗。


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