110 kV 某电缆护层感应电压放电故障分析与对策

吴仁宜

（苏州供电公司，江苏　苏州　215000）

工程技术

110 kV 某电缆护层感应电压放电故障分析与对策

吴仁宜

（苏州供电公司，江苏苏州215000）

针对一起110kV电缆线路护层感应电压过高而导致的放电事故进行了分析，首先对故障线路进行了巡视和检查，结合电缆线路的布置及接地方式对护层感应电压进行了计算，分析了悬浮电位对电缆运行安全的危害并提出了相应的防护建议，可为电缆的运行与维护提供一定的借鉴意义。

电缆线路；110kV；护层；感应电压；放电故障；对策

引言

随着城市线路走廊越来越紧张，城市电网电缆化水平越来越高，其中110kV电缆在城市电网应用也越来越普遍，而电缆在运行过程中不仅要承受严苛的电气应力而且还面临气候和外力破坏等因素的影响［1］，对电缆的金属护层的接地方式及运行故障原因进行诊断，并采取针对性的预防性措施［2-5］，对确保电缆线路的运行可靠性具有重要意义，本文针对一起110kV电缆护层感应电压过高或悬浮电压而导致的放电故障进行了分析。

1　线路基本情况

JS线江城变——1号杆全长430m，分为两段：

1）JC变—保护箱：130m，电缆型号64/110kV YJLW03-1*1 000mm2，电缆厂家为宝胜普睿司曼；该段电缆为220kVJC变配套出线工程配送，投运时间：2015年6月26日。

2）保护箱—1号塔：300m，电缆64/110 kV YJLW03-1*1 000mm2；浙江万马产品；该段电缆为原1995菀松线在TH新城改造段电缆，投运时间：2014年7月6日。其中距1号杆100m处，于2015 年6月中旬抢修1次，安装直通接头1套。

2　故障经过

2.1故障情况

2015年8月18日上午巡视发现110 kV 19K1JC线电缆在距220 kV江城变130m处A相中间电缆头北侧电缆护套对地有间歇性严重放电声。JS在下午16点停电退役。

2.2现场情况

8月19日运维检修部、电缆运检室、WJ运维站、某电网电力设计院、WJ设计室、电缆厂家、电缆头厂家、施工单位到现场分析，初步判断故障原因为：保护箱—1号塔电缆段绝缘头处为保护接地，1号杆处为保护接地导致金属护套未有效接地，产生数千伏悬浮电压，击穿A相电缆外护套及B、C相护层保护器，对地严重放电。

图1　现场缺陷及金属护套接地情况

2.3故障处理

针对此缺陷，WJ运维站的两个抢修方案为：方案1：19K1江松线电缆在距江城变130m处的中间头向北至19K1江松线1号杆的电缆全部更换。方案2：电缆厂家对电缆外绝缘进行修复，修复结束后，由于江城变侧为GIS设备，不便进行电缆试验，与调度沟通协调后，直接对该段电缆进行空冲，如具备运行条件，则将该段电缆待用（19K1江松线负荷正常由松陵变供，遇有需要时再改江城变供，启动该段电缆）。目前WJ运维站初步确定采用方案（二）。

3　原因分析及危害

3.1接地方式与感应电压计算

根据《电力工程电缆设计规范》，此电缆属于短段电缆情况，应采用一端直接接地另一端经保护接地方式，按设计要求正确的接地方式可如如图1所示：经理论计算此段电缆金属护层不接地状态下带电运行时金属护套悬浮电压将达到6.2kV。所以B、C两相的护层保护器长期在过高压作用下击穿损坏，而A相在外护套绝缘薄弱处发生击穿放电。

3.2悬浮电压危害分析

1）电缆外护套和主绝缘击穿。运行时间长的电缆外护套绝缘性能劣化严重或者在施工中外护套受到损伤，在数千伏的悬浮电压作用下，很可能发生击穿，击穿过程相当于金属护层对地电容瞬时对地放电。接地电阻越小，放电电流越大；电缆长度越长，该电容值越大，放电电流也越大。放电过程中金属护层通过击穿通道形成单端接地，悬浮电压消失，若金属护层不能有效接地，金属护层对地电容将会重新充电，并反复对地放电，造成放电点局部温度急剧升高（本次缺陷中的A相对地放电就是此种情况，所以巡视检查时听到间歇性放电声音）。缺陷若得不到及时处理，最终将导致电流主绝缘发生热击穿。

2）引起火灾。金属护层对地放电，会产生很高的温度，也很可能有放电火花，不仅会损毁支架或护层保护器，若通道周围有易燃物，甚至会引发火灾，影响到其他运行电缆，造成大规模停电事故。

3）电缆接头局部温度升高。金属护层对地反复放电，产生的热能，通过接地电缆或同轴电缆的热传导，绝缘接头接地引出端子处温度也将持续升高。导致电缆附件温度上升，严重时甚至导致电缆附件故障。

4　预控措施

根据今年某电网电缆整体运维任务重，而电缆专业运维力量相对不足，设计、建设施工、日常运维等各方面工作有待提高，特别是各运维站情况较为突出。在接下来的工作中应做到以下几点：

1）全面排查，消除隐患。对所有电缆护层接地系统进行全面排查，通过外观检查、金属护层环流及感应电压检测等手段检查金属护层接地系统的完好性。对排查出来的缺陷及时制定方案消缺。

2）加强培训，提升电缆管理人员专业水平。目前的情况来看，电缆专业管理的薄弱主要原因为专业技能、管理人才的缺乏，因此需加强培训，提升电缆管理人员专业水平。

3）严格落实电缆及通道运检规范要求。

4）逐步安装在线监测装置，提高智能化水平。可逐步采用智能接线箱，对接地环流、金属护层感应电压等运行数据进行监测和超标报警，并实现防盗报警（震动报警、倾斜报警等，可设置多个报警防区），可有效防止接线箱内金属连接件或接地线被盗。

［1］李学斌，李会吉.110kV电缆终端绝缘油老化引起的故障分析［J］.电气技术，2015（1）:75-77.

［2］王永生.高压电缆故障分析判断与故障点查找［J］.机电信息，2014 （21）:25-26.

［3］陈姝敏，杨兰均，张乔根，等.110kV电缆护层连接方式对护层过电压的影响［J］.高电压技术，2006，32（3）:37-39.

［4］刘立灿.110kV电缆护层交叉换位故障的分析与处理［J］.电工技术，2014（3）:35-36.

［5］丛光，韩晓鹏，周作春，等.高压单芯电缆接地系统破坏后的悬浮电压分析［J］.供用电，2009，26（5）:61-64.

（编辑：王佳艺）

Analysis and Countermeasures of 110kV Cable Line Sheath Voltage Discharge

Wu Renyi
（Suzhou Power Supply Company，Suzhou Jiangsu 215000）

With city line corridor，citymore and more tense，cable level of city grid is increasing，which 110kV cable grid applications are increasingly common in the city areas.Cable sheath groundingmethod and induced voltage effects on the operation safety of the cable lines.In this paper 110 kV cable discharge faultwas analyzed due to high sheath induced voltage.Firstly the fault lines was inspected and checked，and the sheath induced voltage were calculated based on the cable line arrangement and grounding mode，the floating potential harm to safe operation of cable were analyzed and the corresponding protection advice were proposed.Itmay provide certain

ignificance to the operation andmaintenance of the cable lines.

cable lines；110kV；sheath；induce voltage；discharge fault；countermeasure

TM755

A

2095-0748（2016）11-0069-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.29

2016-04-27

吴仁宜（1984—），男，湖北武汉人，现就职于苏州供电公司，从事电缆运行管理方面的工作。