矿区35KV电缆头故障原因分析及预防措施

张辉

(上海大屯能源股份有限公司机电管理部,上海 221611)

矿区35KV电缆头故障原因分析及预防措施

张辉

(上海大屯能源股份有限公司机电管理部,上海 221611)

本文作者对公司电网现状进行简介,总结得出目前引起矿井供电安全的最大因素是35KV电缆头故障。对引起大屯电网供电安全的电缆头故障进行总结分析,从实际工作角度出发找出了引起电缆头故障的常见原因,分析出影响电缆头制作质量的各种常见因素,从电缆头的制作工艺、安装工艺、环境因素等方面总结出预防电缆头故障的方法及措施,对提高电缆头的制作水平,延长电缆头的使用寿命具有实用价值,提升了电网安全可靠性,具有推广应用价值。

电缆头 故障 分析与对策

1 概述

大屯矿区电网始建于上世纪70年代,经过40多年的发展建设,形成了以35KV电压等级为骨架的供电系统。2004年开始,集团公司加大对电网的改造力度,将矿区35KV及以上电压等级的裸导线全部更新,杆塔全部更新为钢管塔或角钢塔,实现了全线路避雷线,大大提升了电网的供电可靠性。随着电网运行周期的增长,供电负荷的不断增加,加上受环境限制,电缆头的维护保养不及时,近几年经常出现35KV电缆头故障,造成电网大面积停电,35KV电缆头故障先已成为威胁电网安全运行的主要原因,给矿井安全供电带来很大压力。

2 矿区35KV电缆头故障统计

2007年开始,对电缆头故障引起电网及矿井停电事故的电缆头故障次数进行统计分析,具体见表1。

3 电缆头故障原因分析

3.1 环境的影响

户外装在杆上的电缆端头,常年受风、雨、雪、雷电的侵袭及温度诸因素的影响,经多年运行后,使绝缘老化而损坏。杆上户外电缆终端头在电缆线路的首段。首先受到雷电过电压的侵袭,当避雷器放电时,雷电流通过地线接地装置流入大地,会在接地装置的电阻上产生压降,如果电缆接地装置的电阻大于10Ω。产生的压降较大,加上避雷器的残压,会加在电缆芯线至终端头的绝缘体上,会使相线绝缘放电击穿。

3.2 施工现场环境的影响

户外电缆终端头的制造,必须在天气晴朗、空气干燥,相对湿度在70%以下时进行,更不能在雨天、雪天进行,如果在空气湿度大于70%的环境下制造,终端头的配套材料和绝缘体表面都会附有水气,冷缩管收缩后,管内部和电缆绝缘体表面凝结的水气,在电场作用下就会产生树枝劣化。运行中,在高温和交流电场作用下逐步向电树枝转移, 內将降低冷缩管 界面绝缘强度形成内闪,直到绝缘击穿造成故障。

3.3 制作工艺技术水平的影响

321电缆故障实物图

342孔庄东风井电缆故障实物图

表1 矿区35KV以上电缆头故障统计分析及图片

电缆头制作工艺标准要求严格,它应由具有制造经验技术较高的专职人员进行,否则将影响制作质量。

(1)剥切电缆的外护套,铠装层和内衬层、铜屏蔽、外半导层时,剥去和保留的尺寸不符合厂家要求,剥切时可能伤及绝缘体和线芯。(2)制作过程中填充胶、自粘带、半导电带等层数不够;密封管和端子间有间隙时,没有用密封胶密封好,会从此进潮气、进水,降低了终端头的绝缘水平。(3)电缆终端头制造好后,没有做谐振耐压试验,一些制造缺陷没有被发现。

3.4 设计安装不当的影响

杆上设计安装的电缆头,距杆和线路导线或刀闸接线点距离较近,接线后三相冷缩管严重弯曲受力,有的几乎接近水平,使户外终端起不到防雨作用,容易从冷缩指套处进水,但由于冷缩管严重弯曲受力,不能随导线直径变化而变化。长期弯曲可能使冷缩管变形产生裂纹,使冷缩管和绝缘体之间形成间隙,当间隙内存有水气时,到了冬季温度较低时,会在绝缘体和冷缩管内部表面凝结成冰层,这样就降低了冷缩终端头管内绝缘强度,在交流电场作用下形成内闪,致使绝缘击穿放电。

4 电缆头故障预防措施

4.1 加强电缆头温升的监测

温度升高是电缆头故障的前兆,对预防电缆头故障起关键性作用。对于户外杆上电缆头,通过肉眼不方便观测温升,也不方便采用测温腊片,应采用红外线温度测试仪进行定期测量。变电站开关内的电缆头,可采用测温腊片测温,通过 测温腊片颜色的变化随时掌握温度情况。

4.2 提高电缆头的制作工艺

电缆头的制作工艺,制作水平的高低对预防电缆头故障起决定性作用,能大大延长电缆头的使用寿命。(1)购买信誉好,质量可靠的厂家生产的电缆头。(2)制作过程中严格按照厂家说明书一步一步制作,不能省工减料。(3)应在温度和湿度适宜的条件制作,不能在雨雪天气,空气湿度大的条件下制作。(4)加强对制作电缆头职工的业务培训,提高制作水平。(5)加大对故障电缆头的考核力度,实行电缆头制作挂牌制。

4.3 提高设计和安装质量

电缆头做好后安装固定时,电缆分支不能多次被弯曲、扭转。电缆头与横担固定连接时,尽量顺其自然,三相之间避免交叉,留有足够的安全距离,不能使电缆头承受过大的外力。从沟道引出地面的电缆在杆上敷设需穿镀辟钢管保护,钢管顶部需要封堵。钢管和电缆终端头用角钢支架和水泥杆固定,三相冷缩管之间夹角为15度左右,垂直伸出不得弯曲受力。对于三芯电缆,必须保持足够的分相长度,同事三分相长度要测量准确,不能出现长短腿,否则斜扭着的电缆会产生扭转力,长时间的机械应力可能导致电缆头损坏。

4.4 建立定期巡视检查制度

根据现场运行情况每1至3年停电检查一次;室外电缆头每月巡视一次,每年二月及十一月进行停电清扫检查。电缆头检查的时候,主要检查内容:绝缘套管应完整、清洁、无闪络放电痕迹,附近无鸟巢; 联接点接触良好,无发热现象;绝缘胶有无塌陷、软化和积水;有无电裂;芯线、引线的相间及对地距离是否符合规定,接地线是否完好等。