一起旋挖机冲桩导致的110 kV高压电缆外力破坏分析

2022-07-27孙广通

黑龙江电力 2022年3期

关键词：安全标志电力设施外力

孙广通

(广东电网有限责任公司广州供电局，广州 510620)

0 引言

在沿高压电缆管廊分布的各类固定工地中，在地面进行开挖、钻地、冲桩等明掘动土作业，在地下进行遁构、顶管等暗挖动土作业，均成为破坏在运高压电缆的主要外力破坏危险源。通过设置物防装置和安全标识，可预防对应埋地电缆外力破坏事件[1-2]。

以110 kV某高压电缆线路受外力破坏(旋挖机冲桩)为例，查找故障原因，总结所暴露的问题，并提出相应的整改措施，从而汲取事件教训，改进高压电缆线路的电力设施保护工作。

1 故障概况

2020年5月2日16∶35∶33，110 kV某输电线路(混合线路)相间距离I段、零序I段保护动作，三相开关跳闸，重合不成功，A相故障，一次故障电流12.97 kA，线路负荷侧变电站10 kV自投成功，保护测距1.6 km，现场天气晴好。

经排查，疑似故障点位于输电线路穿越的某地下轨道交通固定工地内，故障原因初步判定为旋挖机冲桩时，直接打穿电缆引发线路短路。现场未发现人员伤亡，未造成电网大面积停电和用户电力供应中断。

2 故障分析

2.1 故障查找

由于疑似故障电缆段为跨越周边路口的深顶管段，电缆本体地面管廊位置不能明晰确定，地面位置标桩和安全标识牌未设置，管线埋深预估6～8 m。当桩机钻头起钻后，钻洞因被泥水填充无法看清内部情况，故障点临近附近公路等重要交通干线和建筑物，不具备大面积土方开挖查找故障点的现实条件和经济成本。因此，准确查找和确定故障点成为设备抢修和隐患整改的着手点，相关查找方法见表1。

表1 故障查巡和确定过程Table 1 Fault inspection and determination process

通过上述6步测巡方法和查巡步骤，确定引发此次电缆线路跳闸的原因为旋挖机在电缆地面正上方冲桩。受损电缆故障现场查找过程如图1～4所示。

图1 疑似故障点分布的固定工地Fig.1 The fixed construction site with suspected fault points

图2 旋挖机钻头附着物Fig.2 Attachment of rotary excavator bit

图3 受损电缆故障相位置还原Fig.3 Schematic diagram of restoration of damaged cable fault phase position

图4 受损电缆故障相断口处Fig.4 Damaged cable fault phase fracture

2.2 原因分析

2.2.1 电缆管线位置不清晰、地面标识不确定，导致无法有效落实物防装置和设置安全标志

在此次事件中，受损电缆通过深埋管施工，在1998年投产运行，由于电缆埋地段穿越多处交通要道和地面建筑物，无法在地面通过设置电缆标桩和安全标识等有效手段确定电缆位置。在日常运维中，电力运维班站对管廊只能在地面大致位置进行粗巡，无法实现精准巡视和精确交底。在事故发生后，由于管线信息不清，对故障点的查找和测巡也耗费了大量的过程成本和时间成本。

此外，受损电缆在投产后的管线位置信息和陀螺仪坐标未及时向政府管线管理机构进行备案，无法向周边区域施工的责任方反馈电缆管线埋地具体信息。通过此次电缆实体暴露，确定电缆管廊埋深约6 m，超过电缆管线物探装置约4 m的极限探测深度，施工单位无法通过有效物探进行管线勘测。

因此，电力运维班站无法通过有效交底向施工责任方传递电力安全管廊安全信息，电缆管廊地面钢板敷设、油漆划线和文字标识等有效物防装置和安全标志也无法有效落实，固定工地电力设施防范外力破坏体系处于缺位状态，导致施工方只能通过试掘和试钻等冒险作业推进施工进度。

2.2.2 电缆管线迁改与项目施工进度对接不畅，导致安全管控措施落实不到位

经了解，此次受损电缆地理分布位置处于固定工地施工红线范围以内，根据政府有关职能部门统筹规划拟进行相关电缆管线迁改。从本质安全角度出发，实施方案应将施工红线范围以内电力运行设备尽快迁移到施工红线范围以外，从源头上化解电力设施外力破坏的风险。

在事件发生时，电力管线迁改对接将近2年时间，因沟通等环节不畅导致进度无实质性进展。同时，因电力管线信息不清楚导致无法实现迁改过渡期间的安全防范措施落实，施工方将防范重心移至电力设施运维单位，尽早完成管线迁改，导致固定工地冒险作业严重危及运行电缆本体安全。

因此，针对电缆管线分布位置和固定工地施工范围相重叠的情形，双方应制定切实可行的施工对接方案[3]，确保实现电力设施运行和施工作业过程的双安全目标。

2.2.3 电缆管线前期迁改对接和后期运维交接效果不佳，导致电力设施外力破坏因素处于管控开环状态

通过实施电缆管线迁改等直接性安全措施，落实物防装置等间接性安全措施，设置安全标志等提醒性安全措施，可以实现电力设施防范外力破坏体系建设。

此次事件中，电力设施运维单位和固定工地施工单位进行了多轮迁改，前期无效对接和现场安全模糊交接，没有落实上述实质性措施将电力设施外力破坏因素进行闭环有效管控，导致电力设施运行风险和施工过程作业风险发生事态发展轨迹交叉，最终形成电力设施外力破坏事件。

因此，实现电力设施防外力破坏的内、外部危险有害因素的全过程管控，是电力设施保护和设备安全实现的有效手段。

3 整改措施

1)借助设备抢修时机完成电力管线迁改，实现电力设施保护本质化安全。在此次事件当中，受损电缆处不具备开挖条件。在设备抢修时，抢修人员将受损电缆段前、后处解口，在固定工地施工红线范围以外的备用电缆管廊重新敷设布线。将设备迁移出施工范围，实现本质化安全防护，从源头上化解外力破坏风险。

2)在新电缆管线管廊地面上方部署固定围栏，防止邻近大型机械和人员误入违章作业。沿施工红线附近布设的新电力管廊，须对管廊路面部分进行充分围蔽，防止大型机械和人员误入管廊违章作业，在围栏做好相应的安全色和安全标识[4]，补充好相关安全技术交底。

3)标清新电缆管廊地面上方的安全标志，为后续开展精细化运维创设先决条件。充分汲取本次事件的教训，按照有关规程规定要求标清安全标志，将电缆管线信息向政府有关管理部门进行书面备案，便于后续电力运维班站和邻近施工责任队伍的辨识和提醒。

4 教训启示

1)电力管线信息在电力设施保护中作用凸现，应逐步提升信息完整率和准确度。对于电缆等埋地电力设施，除按照有关规程规定满足安全运行技术要求以外，电力运维单位还应做好管线地理分布位置、坐标、走向、埋深等信息维护，及时将变动和更新信息向政府对口管理机构进行备案。通过各类地下管线集合管理和集中协调，解决管线管理中遇到的各种问题和纠纷。此外，除确保新、改和扩管线信息参数，电力运维单位还应确保原存量地下电缆管线参数的补充，逐步提升管线信息完整率和准确度。

2)做好电力管线迁改和项目施工进度安全衔接，从源头上实现电力设施保护本质安全。对于固定工地施工过程中和建成后不满足安全运行条件的电力管线，项目建设单位和电力运维单位应积极推进电力管线迁改，通过政策规定、技术规程、经济手段和项目组织等多维度推进电力管线迁改进度，确保满足固定工地施工的安全需要。此外，项目施工单位应在电力运维单位的提醒和协助下，组织落实好固定工地内待迁改电力管线在运状态的物防装置落实和安全标志设置，杜绝野蛮施工，避免对人身、设施和电网的安全威胁。

3)电力管廊地面位置标桩和安全标志至关重要，应等同主设备同步维护、保养和更新。对于地下电力管廊中运行的电力设备，相对于地面设备分布具备隐蔽性等特点，电力管廊地面作用醒目的位置标桩和安全标志至关重要，不但可以指引电力运维班站开展精细化巡视和运维，也可以起到有效的安全警示作用。电力运维单位应将位置标桩和安全标志纳入设备主体，进行后续同步维护、保养和更新[5]。