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高压输电电缆安全管理研究

2020-07-28孔令仁崔贺贺

中国电气工程学报 2020年2期
关键词:安全管理模型

孔令仁 崔贺贺

摘  要:高压输电电缆在日常输电工作中承担着重要的责任,直接关系到区域电力输送的整体安全和电力系统的综合运行质量。但是,高压输电电缆作为高消耗品,对其安全管理工作不容疏忽。因此,首先探讨了高压输电电缆的安全管理意义,并基于全寿命管理理念深入思考了高压输电电缆的全过程,并对安全管理技术的应用加以分析。    关键词:高压输电电缆;安全管理;全寿命周期技术;LCTC 模型

目前,我国电力系统处于正在不断扩建规模的时期,高压输电电缆施工也在同步推进,对地方高压输电电缆安全管理提出了新的要求。因此,要运用合理的技术做好电缆安全管理工作,在保证电缆线路供输电质量的同时,延长电缆正常运行的寿命周期。

1 高压输电电缆的安全管理的意义

高压输电电缆影响着整个电力系统的供输电安全和企业经济效益,应该遵循正常的电力系统运行规律,保证输电电缆敷设前期设计到电缆施工竣工再到生产供输电阶段都能保持稳定有效地进行。目前,许多地方电力企业从电缆的缆头牢固连接、终端头质量把控、电缆负荷调整等方面实现了电缆的优化管理,做到了电缆的科学安装。同时,企业方面也提出了高压输电电缆危险点设计布局策略,希望能够保证高压电缆日常的安全管理。这些技术操作在一定程度上体现了对高压输电电缆安全管理的意义,希望电力企业部门能够做好电缆质检监督的工作,进而实现对电缆安全运维管理机制的有效调整,使得管理技术能够深度进行全方位应用 [1]。

2 高压输电电缆的全寿命管理技术的应用

2.1 基本内涵

高压输电电缆从最初使用 XLPE 聚敛乙烯材料到目前的绝缘电缆,已经发展形成了电缆线路敷设建议、运行维护便利的创新技术体系。新的绝缘电缆已经被大量应用于从低压到高压的各种输电线路,并发挥了重要作用。但是,对于供电企业而言,不断优化电缆运行维护手段,提出合理有效的电缆资产管理办法是关键。例如,围绕电缆所开展的全寿命管理技术,能够实现对输电电缆的安全管理,达到统筹协调电缆全寿命评价各个环节的目的,并实现电缆安全管理机制的流程化、标准化和一体化。在该技术的应用中,还应该建立专门的数学模型和成本结构分解机制,思考电缆全寿命周期中安全管理技术内容的组成和应用方法。

2.2 对高压输电电缆的寿命评估

高压输电电缆的寿命被划分为设计寿命和使用寿命。其中,设计寿命是指在资产规划和安全因素考量设计阶段所提出的电缆应有的技术寿命,也可理解为经济寿命或自然寿命。技术寿命和自然寿命彰显了高压输电电缆安全管理的本质,即电缆本身从开始应用到被更换淘汰所经历的时间,遵守电力系统“有效使用”判别的准则。同时,电力系统方面也要评判电缆本身的物理损耗,看其達到极限状态是否为达到“有效使用”判别的准则。同时,电力系统方面也要评判电缆本身的物理损耗,看其达到极限状态是否为达到“有效使用”末期的自然时间界限。

当然,电力企业也会从经济寿命结合安全管理要素思考高压输电电缆的安全性问题。例如,一般高压输电电缆的寿命周期费用包含了购置费用和运维检修费用两大类。如果从资产寿命周期费用角度来看,其中的运维检修费用占到 60% 以上(其余 40% 为购置费用)。基于经济角度对高压输电电缆进行安全管理优化,能够实现技术的有效规范和约束,确保电缆安全管理技术选择和技术应用的合理性。

在高压输电电缆的使用寿命方面,要遵照其设备实际服役“年龄”进行展开。基于资产接近或达到报废“年龄”的,可实现对电缆使用寿命的评估,并在正确时间节点提出相应的安全管理措施。

3 高压输电电缆的安全管理对策措施

3.1 加强电缆安全施工管理

高压输电电缆的安全管理必须牢固把握好施工环节,本着“提前准备,防患于未然”的原则来加强高压输电电缆的安全施工管理。具体从以下几大关键方面做起:

(1)保护电缆,科学安装

电缆安装过程中要特别注意保护好电缆头,防止出现受损、破坏等问题,其中要重点保护电缆头的绝缘介质,防止出现任何损伤、划破等,缆头分相接线过程中,必须积极控制机械牵引力,而且要掌握好电缆,防止其发生大幅度弯曲,预防热缩材料由于受外力干扰产生裂痕等,而且要积极控制因为地面沉降所带来的拉力过大、电缆头受损等问题。

(2)缆头牢固连接

输电电缆缆头连接能否牢固、稳妥直接影响到电缆的安全运行,大量的实践总结得出:电缆接头和导线夹之间存在空隙,或者出现压接不牢固、不紧密等问题则可能导致缆头发热,此问题得不到处理,则可能造成电缆终端受损,对此,就需要在实际施工操作中加强管理,切实保证电缆接头能够牢固接触、稳定链接。保护好电缆头的关键部位,例如:终端头,实际加工中要严格检查其质量,控制不良质量问题,防止缺陷出现,对其生产工艺进行严格管理,防止滥用终端材料,任何一个操作环节都必须保护电缆主绝缘,防止其出现绝缘受损等问题,而且实际的电缆生产加工中必须控制局部受热现象,保护好热缩材料,确保其均匀地受热,控制其中气体、气泡等的产生。

(3)控制电缆负荷

高压输电电缆在常规工作状态下,同电缆自身来对比,其中间地带、终端环节都属于绝缘性质相对脆弱的环节,如果不控制电缆负荷,使大电流流经电缆,电流值已经超出了特定数值范围,则使得绝缘介质出现大量的自由电子,从而导致绝缘介质受热,超出其可承受范围,出现绝缘受损、老化等问题。如果电介质的受损得不到控制,则将逐渐丧失绝缘性能,进而出现电缆头局部短路,严重时甚至引发火灾。

(4)施工危险点的预控分析

高压输电电缆为了安全高效,必须明确施工危险点,从这些关键点入手来预防、检查和控制。例如:电缆沟通常与否、电缆支架是否牢固、缆沟内有无污浊物,各项照明条件达标与否,电缆敷设过程中需要专人负责指导,一致行动,这样才能确保安全、规范地施工,电缆敷设操作中可能途径一些墙壁、孔洞等,对于这些高危环节需要专人监督,确保安全。施工人员的安全应该成为高压电缆施工安全管理工作的重点,施工前必须做好安全检查,检查其是否依照安全管理规范与规定来进行安全防护,例如:是否佩戴安全帽、绝缘防护是否到位等,施工人员安全达到规定的标准和水平,才能确保安全施工质量。

3.2 重视高压电缆日常安全管理

必须强化高压电缆的安全、高效管理,这样才能最大程度地控制不良问题,防止安全事故的出现和发生,要积极重视高压电缆的日常管理,从日常管理入手,提高电缆安全管理水平。

(1)科学设计电缆

高压输电电缆的设计质量和水平直接影响到高压电缆的未来安全运行,必须加强电缆的科学设计,首先要做好设计选型,这就要求要从整体角度出发、综合衡量、全面考虑,实现电缆路径的最大化、最优化,同时也要照顾到电缆将要面临的环境,例如:温度水平、湿度水平、弯曲半径等,这些因素都要进行积极地排查与分析,排除一切不良因素的干扰,维持电缆安全、稳定地运行。其中电缆截面尺寸要科学把握,既要参照相关规程,又要分析其他因素,例如:电压损耗度、机械强度等,这些参数、数字等都可能应电缆的安全运行,要保证电缆设计达到具体的技术参数水平的基础上再开启运行,提高电缆设计水平,才能从根源上确保电缆的运行质量。

(2)电缆的质检监督

任何一类电缆,特别是高压输电电缆在正式敷设前必须接受全方位的质检和检查,要严格依照统一的质检规范来加以检查,精细检查、全方位试验,确保电缆达到规定的参数标准、质量等级,具体的质检工作需要电力建设单位、监理单位等彼此协作前提下来完成,其中需要电力研究所严格根据国家行业相关规定和标准来质检,质检达标基础上才能开展施工,对于质检不达标的电缆则不允许投入运转。

4 结 论

除上述多点安全管理技术以外,针对高压输电电缆的安全管理还包括超声波监测仪技术、红外线检测仪技术等,都能重点围绕高压输电电缆的局部安全展开安全管理防护,及时发现并解决问题,从而为电力系统高压输电提供一个相对安全、稳定的运行环境,为用电户群体提供安全稳定的供输电环境。

参考文献:

[1] 曾嘉辉 . 探讨高压输电电缆的安全管理 [J]. 建材与装饰,2017,(46):228-229.

[2] 贾祎轲,谢景海,肖 巍,等 . 高压电缆全寿命管理技术在输电线路设计中的应用 [J]. 科技创业月刊,2016,(24):113-115.

[3] 曾庆沛 . 高压输电线路导线舞动的研究 [D]. 天津:天津大学,2012.

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