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10 kV环网柜电缆终端典型故障案例分析

2021-06-11谢红灿胡首黄凤兮黄惠之

机电信息 2021年12期

谢红灿 胡首 黄凤兮 黄惠之

摘 要:对一起前期电缆肘头制作工艺不规范,导致电缆主绝缘切痕过深从而降低绝缘性能,最终引发电缆肘头击穿向环网柜柜壁放电的事故进行了详细分析,说明了事件损失及影响情况,并提出了针对性的防范解决措施。

关键词:电缆终端;主绝缘;绝缘强度

1    事件前运行工况

10 kV周某Ⅱ回#01环网柜310、320、302间隔为运行状态,304间隔为冷备用状态。周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01环网柜310线路带有公变1台,容量为315 MVA;专变1台,容量为200 MVA。302间隔带有公变6台,共计容量为4.23 MVA;专变3台,共计容量为1.51 MVA。事件发生当日天气晴朗。

2    事件发生及处置情况

2019-12-09T07:35,配电运维班工作人员将10 kV周某Ⅱ回#01环网柜310线路转冷备用,打开#01环网柜柜门,听到310间隔有明显的放电声响,且发现310间隔柜门没有关紧,随即工作人员向调度汇报现场情况。08:15,将周某Ⅱ回#01环网柜310线路转检修时,310间隔柜门直接弹出,倒向地面,工作人员发现该间隔C相肘头应力锥底部半导电粘带破裂且下部绝缘管、旁边柜壁有明显放电烧黑痕迹。08:20,工作人员向调度汇报现场情况,并向调度申请紧急抢修工作。08:22,调度许可周某Ⅱ回#01环网柜310间隔的紧急抢修工作。

随后配电运维班进行了上述环网柜检修工作,更换310间隔三相肘头。2019-12-09T14:32,检修竣工,复电正常。

3    事件原因分析

3.1    设备参数

周某Ⅱ回#01环网柜出厂时间为2009年9月,投运时间为2009年11月。周某Ⅱ回#01环网柜主要参数如表1所示。

3.2    缺陷设备情况

2019-12-09T11:15,对周某Ⅱ回#01环网柜310间隔进行进一步检查时,发现该间隔C相肘头应力锥底部半导电粘带破裂且下部绝缘管、旁边柜壁有明显放电烧黑痕迹,如图1所示。

从图1可以看出,相较于A、B相应力锥,C相应力锥底部有明显的外卷情况,进一步将C相解头,取下应力锥时发现其底部外卷且前表面有明显的放电伤痕,如图2、图3所示。

从图2可以看出,应力锥前表面有明显的伤痕及烧黑放电情况,于是进一步将应力锥解剖,如图4所示,从图中可以看出,应力锥内壁至半导电层已经形成了明显的放电通道,且半导电层已经破裂。

取下应力锥后,发现电缆主绝缘外表面已烧黑,且有3条很深的纵向切痕,主绝缘表面光滑,没有打磨痕迹,其中两条切痕沿线已有明显放电通道。主绝缘中间部位有明显的横向压痕,主绝缘与半导电层的连接处没有平滑过渡层。铜鼻子表面产生铜绿,且与电缆导体连接处有明显拉弧产生的斑点,电缆导体表面已氧化发黑。具体情况如图5、图6所示。

進一步将A、B相解头,发现A、B相主绝缘同样有较深的纵向切痕,且切痕已经发黑,表面光滑没有打磨痕迹,A、B相铜鼻子已产生铜绿,B相电缆导体已经氧化发黑。具体情况如图7所示。

3.3    设备缺陷分析与结论

对A、B、C三相肘头进行解剖后发现,铜鼻子均有铜绿产生,铜绿是铜与空气中的水蒸气、二氧化碳发生反应的产物,说明A、B、C三相肘头密封性不好,且受潮严重。同时铜鼻子表面的铜绿会增大导体电阻,使肘头发热,而铜绿受热会产生黑色的氧化铜,C相铜鼻子表面最黑,说明C相肘头已经严重发热。

三相电缆主绝缘均有施工过程中留下的明显划痕,C相主绝缘横向压痕最明显。施工过程中没有对这些痕迹进行打磨处理,导致主绝缘受损,绝缘强度降低。

由于粗放施工使C相肘头应力锥底部外卷,应力锥底前部受损,使其安装不到位,起不到均匀电场的作用。同时由于受潮、受热,使水汽进入纵向划痕内形成导电通道,最终击穿应力锥向环网柜柜壁放电。

从上述分析可以得出,安装施工粗放导致C相应力锥安装不到位,起不到均匀电场的作用。主绝缘切痕过深,没有进行打磨处理,降低其绝缘强度,最终击穿应力锥向环网柜柜壁放电。

4    事件损失及影响情况

因周某Ⅱ回#01环网柜310间隔设备异常,造成周某Ⅱ回至周某Ⅱ回#01环网柜310线路停电7 h,损失负荷0.565 MVA,损失电量3 955 kWh。根据10 kV以上输变电设备跳闸、被迫停运、非计划检修、停止备用,或设备异常造成限降负荷(输送率)运行条款描述,此次事件定为八级设备质量事件。

5    事件暴露问题

(1)施工人员施工粗放,责任感不强,工艺质量不合格,使C相应力锥底部外卷,主绝缘切痕过深[1],绝缘强度降低,是导致此次缺陷的直接原因。

(2)运维人员验收把关不严,在设备投运前未对设备进行仔细检查[2],导致安装工艺质量不合格设备投入使用,影响电网的安全运行。

6    防止事件重复发生的对策

通过上述分析,发现配电设备在安装、运行过程中存在以下几个问题:

(1)施工人员专业技术不过关,存在电气设备安装质量不高、工序不全等施工质量问题[3]。

(2)运行维护人员把关不严,对相关设备没有严把竣工验收关口,导致安装工艺质量不合格设备投入电网。

针对存在的问题,结合配电网运维规程[4],提出以下防范措施:

(1)加强相关配电设备施工队伍人员技术培训,明确配网典型设计和标准工艺,提高施工安装工艺质量[5]。

(2)对配电设备检修(施工)实施全过程把关,严格控制竣工验收环节,杜绝重要工序执行不到位、工序不全等不符合要求行为的发生。

(3)落实考核制度,将配电设备检修人员、把关验收人员名单随竣工资料进行存档,实施设备全寿命管控,对发生问题的相关人员严格追责。

[参考文献]

[1] 杨雨薇,胡首.10 kV电缆中间接头故障跳闸事件分析与处理[J].机电信息,2020(9):44-45.

[2] 杨雨薇,王柯,胡首.10 kV开关柜局部异常放电事故分析与处理[J].机电信息,2020(15):22-23.

[3] 周宣.一起10 kV交联电缆终端头爆炸事故分析[J].电力安全技术,2015,17(11):26-30.

[4] 配电网运维规程:Q/GDW 1519—2014[S].

[5] 张国庆,葛锦锦,汪诗经,等.配电网10 kV电缆终端头故障原因分析及处理对策[J].安徽电力,2020,37(1):48-50.

收稿日期:2021-02-26

作者简介:谢红灿(1969—),女,湖南衡阳人,硕士研究生,副教授,研究方向:配电设备运行与检修、配电线路运维。

胡首(1988—),男,山西朔州人,技师,工程师,研究方向:配电自动化、配电电缆运维。