35KV电缆常见故障及防范措施
   来源:中国科技博览     2021年04月17日 08:29

王彦楠

[摘 要]电力电缆在现代社会中的应用越来越广泛,但故障率却依旧很高,给线路运行造成了一定的不良影响。从电缆绝缘最薄弱的绝缘终端,电缆头故障以及施工设计上的不当进行分析,提出有效的防范措施及使用时的一些注意事项,减少电缆损坏事故的发生。

[摘 要]35kv电缆 故障 防范

中图分类号:F426.61 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0316-01由于电缆运行可靠,维护量少等一系列优点,逐渐取代了以往的高压架空线路,应用已经非常地广泛。然而,电缆一旦发生故障会引发相关的恶性事件发生,造成很大的损失。因此,要找到常见的发生故障的原因并有效地加以解决,降低电缆故障率。本研究从电缆的质量控制,安装工艺,施工过程进行总结,并提出了相应的注意事项。

1.35kv电缆常见故障

1.1 电缆金属屏蔽层接地方式不当

35kv电缆若采用屏蔽层一端接地,一端悬空的接线方式,则容易发生故障。当金属屏蔽层有一端不接地后,会产生下列问题:当雷电流或过电压波沿线芯流动时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端会出现很高的冲击电压[1]。另外,在系统发生短路时,短路电流流经线芯时,电缆铝包或金属屏蔽层不接地端也会出现较高的工频感应电压,在电缆外护层绝缘不能承受这种过电压的作用而损坏时,将导致出现多点接地,形成环流。

1.2 电缆终端绝缘发生故障

电缆终端是电缆绝缘较薄弱的环节。当绝缘厚度不均匀而有偏心时,电场就不是同轴圆柱体电场,绝缘层内部的电场分布也就不再均匀,恶化后的电场将在绝缘较薄处集中,即绝缘越薄的地方所承受的电场强度越大。另外,在制作电缆终端时,如果操作不当,会导致安装附件时应力管半导电层与电缆半导电层搭接不紧密或未搭接上,出现气隙放电的现象。同时,如果电缆运行受到运行电压,尤其是过电压的作用,电缆绝缘会下降,进而导致温度升高、介质损耗增加[2]、有功电流增大,最终使电缆终端在绝缘薄弱处因丧失绝缘性能而击穿。

1.3 电缆头故障引起的变压器故障

三相电缆头三叉口是电缆头的薄弱部位,在施工中如电缆头制作工艺不当,会造成局部场强畸变和电缆头内部受潮,在对变压器进行解体分析时,变压器低压线圈和中压线圈遭受过多次短路,低压线圈累积性严重变形。变压器低压和中压线圈为普通扁铜线,导线的机械强度较差,加上低压线圈的单螺旋结构等因素,致使这类变压器抗短路能力较为薄弱。在变压器遭受多次短路或大电流短路的情况下,容易造成线圈变形受损。

2.常见故障的防范措施

2.1 改善电缆的接地方式

针对屏蔽层一端接地容易发生故障的问题,若采用一端互联接地时,必须采取措施限制护层上的过电压,安装时应根据线路的不同情况,按照经济合理的原则在铝包或金属屏蔽层的一定位置采用特殊的连接和接地方式,并同时装设护层保护器,以防止电缆护层绝缘被击穿。

2.2 解决电缆终端质量及安装工艺问题

电缆终端的质量问题主要反映在电场控制方法与相应的材料、工艺配合的问题,对于冷缩附件,其在芯绳上的抱紧力,硅橡胶材料的性能以及产品的仓储期的长短都会影响期最终质量。因此要进行材料的改性,总体看来,加入纳米粒子可使复合材料的撕裂强度提高。电缆终端的选型时很重要的,要考虑许多因素。电气性能的好坏是评判电缆附件品质的首要原则。主要考虑电缆附件的电场分布是否合理,改善电场分布的措施是否恰当,终材料的电气强度、介质损耗和产品的绝缘裕度等。另外,密封防潮性能直接影响电缆附件的电气性能和使用寿命。因此,也要考虑到电缆附件的防潮性。工艺性能也是电缆附件设计和选型的重要条件,安装工艺应尽量简单,便于现场施工。另外,在安装及敷设过程中,要保证电缆的弯曲半径,避免电缆内部受到无法明显观察到的缺陷。在电缆终端的安装上,要进行电缆外半导电层端口处的处理,如果半导电端口有尖角,分层,都会引起该处局部的电场集中,导致局部放电,引起材料老化,最终导致终端击穿。也要注意安装尺寸问题,如果电缆外半导电端口到终端尾部的尺寸变短或变长,都直接影响整个终端电场控制效果,严重情况直接导致终端电场控制作用失效。

2.3 加强施工质量及运行管理

根据运行数据,对使用电缆的厂家进行统计,新电缆要选择具有良好运行业绩和成熟制造经验的制造商,保证电缆的定货质量[3],同时严格进行到货验收,并开展到货检测,对试验数据进行认真分析,保证电缆质量。不但要保证电缆质量,相关负责人还要积极地进行管理,保障电缆在安装时质量要达到标准。要达到这一目标,要执行一些有效的措施:建立拓路项目经理、施工负责人档案,加强同施工队的联系,及时掌握施工地段及进度情况,派出专人向施工队交待电缆位置,在施工路段的电力电缆路径上插“下有电缆”的警示旗,施工队在裸露电缆上方设置防护架,在防护架上挂红灯,在夜间时点亮,用以警示行人,同时也要挂“有电危险,请勿靠近”的标识牌。加强宣传,做到全民监督。针对盗割破坏的问题,主要是要加强宣传的力度,并在宜盗电缆沟使用防盗井盖。另外,要做到随时勘察,在电缆线路投运后,加强对其负荷、温度的监控,发现异常及时进行消缺,防止事故扩大。

2.4 电缆的合理设计

在电缆设计过程中,考虑载流量的同时,还应该组织相关人员进行现场勘察,合理地规划电缆路径,掌握电缆负荷、系统电能质量等,在进行综合比较后,确定电缆的截面、型号、耐火等级、阻燃等级和敷设方式,并根据地温、并列电缆根数、土壤热阻系数等进行调整。由于电力电缆的分布电容对谐波电流有放大作用,在系统负荷低谷时,系统电压上升,谐波电压也相应升高,严重时会使电缆的绝缘击穿,造成事故。因此,在选择电缆时适当加大电缆截面、提高耐热等级和绝缘水平。

3.电缆使用中的注意事项

由35kv电缆的许多故障可知,电缆的施工和运行维护很重要。因此,在电缆制作及测试中,必须严格按规范进行工作,对电缆制作人员要进行专业培训,持证上岗,保证良好的职业素养,严格执行制作标准。并且,要加强电缆终端的巡视检查、维护保养; 电缆终端接线端子处需要保持密封,防止雨水侵入;尽量增大电缆终端弯曲弧度,避免因弯曲力过大而伤害绝缘; 检修时发现问题及时消除,保证电缆终端的绝缘强度;对交联电缆要进行交流耐压试验,避免直流耐压试验给电缆造成伤害,注重每次检测结果的比较分析,若出现电缆运行异常的情况,就要缩短检测周期、加强监视,及时消除隐患,确保电缆的正常运行与使用。

在当今的社会中,35kv电缆的应用越来越广泛,但它的故障率依旧很高。原因是多方面的,主要是电缆终端质量较差,电缆安装工艺不够完善,电缆头的故障等等,本研究分析了电缆容易出现的一些故障,结合这些故障出现的原因提出了一系列有效的解决措施,并强调在电缆平时的运行当中,要注意维护保养,加强监督,及时有效地解决出现的问题,保障电缆能够安全运行。只有电缆正常安全地运行,才能够发挥它的作用,为人类的生活提供便利。

参考文献:

[1]周坤明,靳绪强. 35kv电缆终端烧毁故障分析及预防措施[J]. 科技创新导报,2010,15(1):55-60.

[2] 王琦. 电缆头附件性能及原理技术分析[J]. 魅力中国,2010,15(3):151- 155.

[3] 陈沛云,高压.超高压交联电缆的发展及应用[J]. 高电压技术,2012,7(2):3-4.

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