浅谈技改工程中变电所内电缆的防护措施

马元庆

[摘要]随着我国经济建设的飞速发展,对于供、输电系统的安全性能提出了更高的要求,越来越多的电力线路由明线改为埋地敷设电缆,而电缆在地下一旦发生故障,将严重影响人们的生活以及正常的生产秩序。如何迅速、准确、及时地测出电缆故障,以最低的成本排除故障并快速恢复正常生产就成为当今供电部门的一大难题。电缆的使用作为变电所在技改工程中的一个关键项目，一直受到专家和学者的重视。通过分析变电所在技改工程中控制电缆和电力电缆的分析，对其可能产生的故障进行详细的分析和总结，从而在选择和使用上都能提高电缆的防护措施。

[关键词]技改工程 电缆 防护措施

中图分类号：TM2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520018－02

众所周知，在日常用电所涉及到的电缆包括很多种类，有控制电缆，电力电缆，通信电缆等等。由于控制系统与各控制系统或各执行机构之间使用了大量的控制电缆线，而且这些控制电缆线数量多，且外加屏蔽线，又都是以接口的形式连接，因此在处理设备故障时，很少会注意电缆线的问题，所以在控制电缆线出现问题而引起设备故障时，常使设备电气维修人员在处理该故障时走很多的弯路，造成一些不必要的损失。另外，在电网中为了提高供电可靠率，必须增加变电所的出线回路数。要解决线路走廊与城市规划之间的矛盾，有利于美化城市并与周围环境相协调。在中、低压配网中已大量采用电力电缆供电，在一些高新技术开发区内已见不到架空线，全部采用

电缆供电。电力电缆万一发生故障就不像架空线方式发生故障后那么容易发现故障点。

一、电缆的故障分析

（一）控制电缆的故障分析

变电站的信号监测、仪表显示、继电保护、控制和操作回路、报警等均采用控制电缆连接。控制电缆投入运行后，同一电缆的不同线芯之间，紧邻平行敷设的电缆之间都存在电气干扰的问题，引起电气干扰的主要原因有：（1）由于外施电压在线芯间电容耦合的作用下产生的静电干扰；（2）由于通电电流产生的电磁感应干扰。另外，控制电缆投入运行后，同一电缆的不同线芯之间，紧邻平行的高低压电缆之间，由于静电感应、电磁感应，都会存在着相互干扰的问题，当邻近存在着高压区，大电流干扰源时，干扰更为严重。

（二）电力电缆的故障分析

电力电缆发生故障的主要原因为：外力破坏、市政建设时野蛮施工；电力电缆施工时没有严格按工艺要求而留下的隐患；电缆老化便绝缘性能降低；大气过电压、操作过电压等。电力电缆的故障按其性质可分为：开路故障、低阻故障、高阻故障、闪络故障和封闭故障。按故障的状态可分为：接地故障、短路故障、断线故障、混合故障。按故障的类别可分为：单相故障、两相故障、三相故障等。电力电缆故障的探测一般要经过诊断、测距、定点三个步骤。首先要确定电力电缆故障的性质、状态、类别和故障的严重程度，以确定选择故障的探测方法，达到修复恢复供电之目的。

二、电缆的防护措施

电缆出现故障后，必须做好一切可能的措施，比如在选择和使用上，或者用正确的方法进行判断解决故障的发生。

（一）控制电缆的选择和使用

1．选择。（1）根据控制电缆的工作对象和运行环境合理选择相应的种类型号；（2）为了减少控制电缆的根数和投资费用，应尽量选择多芯控制电缆；（3）测量表计电流回路，控制电缆的缆芯截面积不应小于2.5mm2；（4）继电保护电流回路，控制电缆的缆芯截面积不应小于2.5mm2，但当电流互感器一次侧发生故障时，应不超过允许负荷的10%；（5）测量及保护的电压回路，控制电缆的缆芯最小截面积为1.5mm2，但应保证电压互感器最大负荷时，电压回路的电压降小于3%；（6）控制及信号回路，控制电缆的缆芯截面积不应小于1.5mm2，为了保证断路器可靠工作，在操作回路处于最大负荷时，接至各设备处的电压降不允许超10%；（7）重要的继电保护回路、操作断路器的直流电源、计算机监控回路、消防、报警、应急照明等场所，应选用阻燃型控制电缆；（8）强电回路中的控制电缆，由于强电的信号较强，因此除了位于超高压电气装置附近或与高压电缆平行敷设距离较长，需抑制干扰的情况下，均可选择不带金属屏蔽的控制电缆。

2．使用。（1）接到不同配电装置的回路，不宜合用一根控制电缆；（2）同一配电装置的电压回路、电流回路、控制回路和断路器合闸回路，应采用各自独立的控制电缆；（3）同一根控制电缆，应避免接至控制屏上两侧的端子排；（4）强电信号控制回路和弱电信号控制回路，不能合用一根控制电缆；（5）交流断路器采用分相操作方式时的各相控制回路，不宜合用一根控制电缆；（6）高电平信号回路和低电平信号回路，不能合用一根控制电缆；（7）对弱电回路的往返导线，应合用一根控制电缆，以减小低电平的参数干扰影响；（8）弱电回路的控制电缆如果能与电力电缆保持足够的距离，或敷设在钢管中，可能会使外部的电气干扰降低到允许的限度；（9）对计算机监测信号回路的开关量信号，可用总屏蔽，高电平模拟信号，宜用对绞线芯总屏蔽，必要时也可用对绞线芯分屏蔽，低电平模拟信号或脉冲信号，宜用对绞线芯的分屏蔽，必要时也可采用含对绞线芯分屏蔽的复合总屏蔽；（10）为了保证计算机监控系统正常工作，计算机监控系统的模拟信号回路的控制电缆屏蔽后，宜采用集中式一点接地；（11）其他控制电缆屏蔽层，当电磁感应干扰较大时，采用一点接地；（12）双重屏蔽或复合式总屏蔽的内屏蔽层宜采用一点接地，而外屏蔽层则宜采用两点接地。

（二）电力电缆的故障定点

电力电缆故障点的距离测定之后，便要对地面开挖并对电力电缆的故障进行修复。电力电缆往往是数根电缆并排敷设或设置于电缆沟内，还应区分出哪根是发生故障的电缆，即使对电力电缆故障点测距也只能判断出故障点的大概范围。因此，需用仪器对电力电缆故障点准确定点，一般电力电缆故障点的定点可采用声磁法或音频感应法。

1．声磁法。使用脉冲高压使电力电缆故障点击穿放电，利用电缆故障间隙放电时产生机械声音对发生高阻故障和闪络故障的电力电缆定点。由于电力电缆故障的状态和类别不一、故障损伤的程度也不一样、且电缆埋深或是否穿管等因素都会反映到放电声音的大小，即使在故障点附近能听到放电声仍很难准确定点。声磁法是根据声音信号与磁场信号传播速度不一的原理，利用仪器探头捡出声音信号和磁场信号的时间差来确定准确的故障点。声音在电力电缆周围介质中传播速度大约为500m/s左右，而磁场信号传播速度几乎接近于光速30万km/s，从故障点至仪器探头之间磁场信号传播的时间可以忽略不计，以磁场信号触发后开始记录声音信号，所以根据检出的声音信号至仪器探头之间传播时间的长短可以作为判断电力电缆故障点的远近，检测声音传播时间最短地点即为故障点。

2．音频感应法。对于电力电缆的短路故障，由于无放电声而不能采用声磁法，只能采用音频感应法对故障点进行准确定点。音频感应法用音频信号发生器在电力电缆短路相芯线间通上音频电流。电力电缆会发出电磁波。在电力电缆故障点附近的地面上用探头（电感式线圈）沿被测电力电缆走向接收电磁场变化的信号，将信号放大后送入耳机或指示仪表检测信号的变化情况，直至信号消失。在电力电缆故障点音频信号最强。

三、对火灾的重点防护

电缆着火延燃的同时，往往伴随产生大量的有毒烟气，因此扑救困难，导致事故扩大，损失严重。因此，针对电缆防火阻燃的教训和存在的问题，结合变电所电缆防火的特点，按照有关规范要求，应该从电缆的设计、施工和消防管理三方面入手，制订防火措施：

1．合理选择电缆。由于聚氯乙烯电缆在着火燃烧后会产生大量的黑烟并生成氯化氢等强腐蚀气体，而变电所所用的电缆要求在燃烧时应当完全不产生卤化氢气体，因此选用电缆的护套材料及其它辅助组成材料时必须全部采用无卤材料。电缆终端头及中间接头应绝缘良好、密封、防潮，并有防止机械损伤的保护措施。电缆终端头的绝缘套管应完整清洁；绝缘胶应无塌陷、软化现象，电缆终端头应无漏油；铅包及封铅应无龟裂现象。对电缆头附近电缆刷防火涂料，高温处应选用耐热电缆。

2．远离热源和火源。电缆在电缆沟和隧道内敷设时，线路路径要短，且尽量避免与其它管线、管道交叉，防止形成大面积火灾，其最小允许距离见表1。

当现场实际距离小于表中数值，应在解禁或交叉前后一段一米处采取保护措施。在电缆布线室、配电室等可燃物多的易燃易爆场所，不应架设明敷电缆。

3．对电缆进行防火阻燃封堵处理。对局部间隙处用无机防火堵料及塑性防火堵料进行封堵。在汇合口、拐弯处及穿墙处用防火枕形成防火墙。

4．防止其他设备，火引瀚电缆可引燃电缆着火的有充油电器设备和输煤、制粉系统、汽油机系统。对他们必须采取相应措施：充由电器设备附近的电缆沟盖板要密封，纺织设备故障失火时油流到电缆沟里引燃电缆。输煤、制粉系统附近电缆上的积粉要定期清扫，防止煤粉自然引燃电缆。制粉系统的防暴门对着的电缆要有防火槽盒包装，防止防爆门动作喷火引燃电缆。

5．用封、堵、涂、包等措施防止电缆延嫩防火涂料具有涂层薄、不影响正常散热，同时能起到良好的隔热阻燃效果等特点，但也存在很多缺陷。包括对防火涂料品种选用不当，市场旬在假冒伪劣产品；实际应用中使用效果不佳，喷吐材料便面存在起皮脱落、涂层厚度不均、偷工减料现象等。

四、结束语

电缆的安全对于变电所技改工程的顺利进行的重要性不言而喻，在实际操作中，还会遇到其他电缆关于防护措施的问题，比如通信电缆，这里由于篇幅原因，不多做讨论。另外，随着科技的发展，越来越多的电缆应用到实际工程中，一方面存在各种安全隐患，另一方面也是逐步改进原有的电缆所存在的问题，比如目前国外对防火电缆多年的使用经验，以及国际标准与北美标准在电缆火灾实验中的进一步结合，同时考察近几年国内外多起火灾案例，非防火型通信电缆在火灾中成为火焰传输媒介的事实，建议在易燃的区域（如建筑物内隐蔽空间：天花板上，高架地板下等），及人群密集的区域布放CMP等级阻燃电缆或光缆，并可以不敷设金属线管保护。这种电缆就采用了氟塑料树脂FEP作为绝缘及护套材料，称为难燃材料，因此具有很宽的温度范围（-70℃～260℃）。在遇到火灾时，具有非常出色的耐火特性，对生命安全及环境提供了较高级别的保护。在大楼竖井内布放主干电缆或光缆，或水平电缆有跨楼层布放时，应至少采用CMR竖井级（满足UL1666标准）阻燃电缆；相邻的设备间应采用阻燃型配线设备。对于非易燃区域或人群稀疏的区域，穿金属线槽的电缆或光缆可采用普通CM等级（满足UL1581标准）的电缆或采用低烟、低毒电缆。

参考文献：

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