摘 要： 通過(guò)對(duì)66kV單相交聯(lián)聚乙烯J緣電力電纜外護(hù)套故障的分析，闡述了電纜運(yùn)行中高懸浮電位對(duì)電纜外護(hù)套的影響和危害，提出了從設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等方面保證電纜安荃運(yùn)行的措施和方法。
關(guān)鍵詞： J緣電力電纜；故障；改進(jìn)措施
隨著電力技術(shù)的發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，交聯(lián)聚乙烯(XLPE)J緣電力電纜的使用量越來(lái)越大。但是，近年來(lái)，XLPEJ緣電力電纜在運(yùn)行中暴露出的設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)等方面的問(wèn)題，直接影響到企業(yè)的安荃生產(chǎn)。
1 XLPEJ緣電力電纜故障
1.1 電纜故障過(guò)程
2006-05-19晨，某220kV變電站值班員巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，660kVGIS高壓室煙霧很大，報(bào)告之后有關(guān)人員對(duì)電纜夾層和電纜溝進(jìn)行檢查，并用紅外熱像儀查找電纜過(guò)熱位置，同時(shí)采集氣體進(jìn)行色譜分析，判定是石油產(chǎn)品過(guò)熱產(chǎn)生的煙霧。將負(fù)荷倒出電纜停運(yùn)后，在電纜溝內(nèi)進(jìn)行查找，醉后在距變電站110 m處的電纜溝內(nèi)發(fā)現(xiàn)煙霧濃度大，排煙后確定了電纜外護(hù)套燒損位置，當(dāng)時(shí)由于電纜溝蓋板揭開(kāi)，電纜外護(hù)套有明火燃燒。
發(fā)生故障的電纜型號(hào)為YJLW03-1×800，外護(hù)套為聚乙烯(PE)，長(zhǎng)2.28m，分4段，設(shè)計(jì)為電纜段間波紋鋁護(hù)套交叉互聯(lián)經(jīng)護(hù)套保護(hù)器接地，變電站側(cè)經(jīng)保護(hù)器接地，終端桿側(cè)直接接地。電纜三角排列固定在角鋼制作的電纜橋架上。
交接性試驗(yàn)時(shí)，電纜主J緣采用交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格。電纜外護(hù)套測(cè)試J緣電阻很低(0.5 M)。
1.2 故障情況檢查
(1) 電纜外護(hù)套外觀(guān)
電纜外護(hù)套故障以轉(zhuǎn)彎處為中芯，向兩側(cè)蔓延燒損外護(hù)套20 m，過(guò)火部分下部外護(hù)套熔化滴落，波紋鋁護(hù)套裸露，上部外護(hù)套殘留，熔化的電纜外護(hù)套聚乙烯材料滴落凝固在下部電纜和地面上。
(2) 外露波紋鋁護(hù)套檢查
發(fā)現(xiàn)A相電纜在電纜溝轉(zhuǎn)彎處電纜與角鋼橋架接觸部位波紋鋁護(hù)套有一處被放電電弧燒出約1.0×1.3cm2的不規(guī)則孔洞，其它相外露的電纜波紋鋁護(hù)套未見(jiàn)放電燒傷痕跡。
(3) 電纜護(hù)套保護(hù)器
對(duì)故障電纜護(hù)套保護(hù)器進(jìn)行復(fù)試，均合格。
(4) 接地電阻檢查
對(duì)各電纜井接地電阻及故障電纜各段外護(hù)套J緣電阻進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，各電纜井接地電阻均合格，而故障電纜Ⅰ，Ⅳ段A，B，C三相及Ⅲ段C相外護(hù)套J緣電阻不合格(小于0.5 M)。
(5) 電纜護(hù)套交叉互換聯(lián)位檢查
2 XLPEJ緣電力電纜故障的原因分析
(1)電纜波紋鋁護(hù)套交叉互聯(lián)在2號(hào)井接錯(cuò)，在變電站側(cè)電纜波紋鋁護(hù)套A相Ⅰ段、B相Ⅱ段、A相Ⅱ段、C相Ⅰ段構(gòu)成經(jīng)電纜護(hù)套保護(hù)器接地，出現(xiàn)較高的懸浮電位。外護(hù)套J緣良好的電纜，如果波紋鋁護(hù)套沒(méi)有接地，其所帶電壓按帶電體與波紋鋁護(hù)套、波紋鋁護(hù)套與地間電容的反比分配。由于故障電纜外護(hù)套J緣不良，波紋鋁護(hù)套上的電壓不能完全與電容成反比的關(guān)系分配，按2005年測(cè)得電纜外護(hù)套J緣電阻1 k郊撲悖珹相電纜1，2段外護(hù)套上承受的電壓約為1 380 V，相當(dāng)于額定電壓的3.5%。
(2)電纜受合閘沖擊、溫度變化影響，電纜串動(dòng)醉大的轉(zhuǎn)變處外護(hù)套長(zhǎng)期磨損J緣薄弱，埋深較淺的電纜溝內(nèi)溫度春季上升，濕度較大，電纜外護(hù)套J緣下降，C相Ⅰ段電纜外護(hù)套與鋼架構(gòu)間J緣被懸浮電位擊穿放電。
(3)在持續(xù)放電電弧的高溫作用下，電纜外護(hù)套發(fā)生氣化，當(dāng)擊穿點(diǎn)電弧達(dá)到一定能量時(shí)，瀝青氣化氣體發(fā)生爆燃。隨之重復(fù)瀝青氣體再?lài)姵鲈俦歼^(guò)程，擊穿點(diǎn)溫度升高，氣化瀝青爆燃間隔時(shí)間逐漸縮短，周?chē)鸀r青被加熱。擊穿點(diǎn)電弧點(diǎn)燃外護(hù)套形成明火，氣體爆燃停止。瀝青遇明火加熱了更大面積的電纜外護(hù)套，在火焰作用下熔化攜帶著燃燒的瀝青滴落，火點(diǎn)向電纜兩側(cè)蔓延。
(4) 電纜在施工過(guò)程中外護(hù)套J緣損傷，造成J緣不良。電纜外護(hù)套J緣交接性試驗(yàn)時(shí)J緣電阻值只有1.1 k/km，電纜外護(hù)套J緣隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)逐步下降。此電纜運(yùn)行的D2年，用500 V搖表檢查J緣已下降到0。2005年用500 V數(shù)字式電動(dòng)搖表檢查外護(hù)套J緣電阻為1 k。
(5)電纜波紋鋁護(hù)套交叉互聯(lián)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，在當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)中，沒(méi)有按設(shè)計(jì)原則將電纜鋁護(hù)套進(jìn)行3段交叉換位，而是將4段電纜護(hù)套直接進(jìn)行了交叉換位，造成感應(yīng)電壓的不平衡。
3 故障后的處理
3.1 修復(fù)過(guò)程和工藝要求
(1) 清除電纜外護(hù)套燒損部分直至露出波紋鋁護(hù)套為止，同時(shí)查找D一故障點(diǎn)。
(2) 用手鋸對(duì)電纜外護(hù)套燒損部位兩側(cè)完好的外護(hù)套分別進(jìn)行打毛，并留有均勻的坡度，打毛后的外護(hù)套清理干凈，不留毛屑。
(3) 用防水帶先填平鋁護(hù)套的波谷，再以100%拉伸防水帶，以半搭接方式繞包波紋鋁護(hù)套1層，兩端以半搭接方式繞包外護(hù)套100 mm。
(4) 繞包J-20J緣帶，將J緣帶拉伸100%左右，以半搭接方式繞包于防水帶上2層，兩端跨越防水帶以半搭接式繞包外護(hù)套40 mm。
(5) 繞包復(fù)合防水帶，以100%拉伸復(fù)合防水帶，涂膠層面朝J-20J緣帶以半搭接式繞包1層，兩端跨越J-20J緣帶以半搭接式繞包外護(hù)套50 mm。
(6) 繞包鎧裝帶，戴上醫(yī)用手套，揉搓浸透水的鎧裝帶3～4次，15 s后，越過(guò)37℃時(shí)，將水倒出，從包裝袋中取出鎧裝帶，用力均勻地以半搭式繞包于復(fù)合防水帶上2層，兩端跨越復(fù)合防水帶以半搭接式繞包外護(hù)套20 mm。
(7) 安裝包覆片(122/38)，包覆片每端跨越鎧裝帶搭接外護(hù)套100 mm。加熱時(shí)由包覆片一端向另一端依次采用小火繞噴，均勻、充分地對(duì)其進(jìn)行加熱；對(duì)于多片包覆片搭接部位100 mm。
3.2 波紋鋁護(hù)套燒損孔洞的處理
對(duì)電纜燒損孔洞的修復(fù)方法有3種：
(1) 用亞弧焊焊接的方法打1塊同型號(hào)的波紋鋁護(hù)套補(bǔ)丁，這種方法對(duì)工人的技能水平要求高；
(2)膠粘1塊同型號(hào)的波紋鋁護(hù)套補(bǔ)丁后，再用故障修復(fù)的方法處理，這種方法現(xiàn)場(chǎng)的條件、工人的技術(shù)水平、材料、工藝都能達(dá)到要求，同時(shí)也滿(mǎn)足電纜波紋鋁護(hù)套防水和機(jī)械強(qiáng)度的要求；
(3) 用鉛皮做補(bǔ)丁后，再用故障修復(fù)方法處理。一般采用D二種方法進(jìn)行波紋鋁護(hù)套的處理。處理后的電纜，通過(guò)了交流預(yù)防性試驗(yàn)，并投入運(yùn)行。
4 XLPEJ緣電力電纜相關(guān)的改進(jìn)措施
(1) 認(rèn)真對(duì)電纜的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審核，特別是施工圖紙要正確完整，消除隱患。在電纜設(shè)計(jì)中，對(duì)于長(zhǎng)電纜(超過(guò)500 m)波紋鋁護(hù)套的交聯(lián)換位按3分段的倍數(shù)進(jìn)行對(duì)稱(chēng)換位，如果不能進(jìn)行3分段的對(duì)稱(chēng)交聯(lián)換位，要將剩余一段立接地，避免感應(yīng)電壓的存在。
(2)在電纜施工中，要嚴(yán)格按照工藝要求，對(duì)電纜J緣外護(hù)套進(jìn)行有效的保護(hù)和工藝控制，防止造成電纜J緣外護(hù)套破損。電纜溝內(nèi)電纜固定抱箍和J緣墊要保證數(shù)量并牢固、可靠。電纜標(biāo)識(shí)使用兼線(xiàn)捆綁。電纜溝防火隔離墻按設(shè)計(jì)施工。
(3)認(rèn)真進(jìn)行交接驗(yàn)收。對(duì)驗(yàn)收中電纜J緣外護(hù)套存在的薄弱環(huán)節(jié)要引起足夠的重視，在J緣電阻相對(duì)較低或不合格的情況下不能勉強(qiáng)投入運(yùn)行。保證圖紙資料的齊全，標(biāo)識(shí)正確，記錄完整。特別是電纜中間接頭井被埋在新修綠化帶下，要及時(shí)清理、修復(fù)。地面和地下的電纜標(biāo)識(shí)應(yīng)健全、對(duì)應(yīng)。
(4)加強(qiáng)電纜專(zhuān)業(yè)管理，保證專(zhuān)業(yè)人員的相對(duì)穩(wěn)定，滿(mǎn)足電纜技術(shù)發(fā)展及專(zhuān)業(yè)管理的要求。一些電纜的技術(shù)檔案、圖紙、規(guī)程、工器具、儀器儀表要完善并好用，積進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。對(duì)一些電纜的運(yùn)行知識(shí)、工藝要求、規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)要全面掌握、嚴(yán)格執(zhí)行。
(5)對(duì)現(xiàn)在的電纜溝、電纜夾層進(jìn)行全面檢查和專(zhuān)項(xiàng)治理。清除電纜溝內(nèi)的積水、雜物、電纜鋁綁線(xiàn)，補(bǔ)齊電纜支架的抱箍和J緣墊。在適當(dāng)位置增設(shè)電纜檢查井，以便于今后電纜溝的檢查、排水。在電纜溝內(nèi)敷設(shè)感溫、報(bào)警、局部地段水位報(bào)警和電纜環(huán)流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。對(duì)變電站電纜夾層內(nèi)的電纜涂刷防火涂料，設(shè)置防火墻、防火門(mén)，對(duì)電纜進(jìn)入電纜夾層的孔洞進(jìn)行封堵。在電纜夾層和中間接頭井內(nèi)安裝滅火彈，并封堵兩側(cè)電纜溝。電纜溝按要求設(shè)置防火墻。定期通過(guò)電纜井進(jìn)行檢查和紅外測(cè)溫、環(huán)流測(cè)量。
(6)加強(qiáng)電纜專(zhuān)業(yè)的全過(guò)程管理，充分考慮電纜的特殊性，設(shè)計(jì)、施工資料須完整、準(zhǔn)確不漏項(xiàng)；施工時(shí)須嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范，杜J野蠻施工現(xiàn)象；驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，做到嚴(yán)、細(xì)、認(rèn)真，到崗到位，不走過(guò)場(chǎng)；不帶缺陷、不留隱患地投入運(yùn)行。加大崗位技能的培訓(xùn)力度，提高專(zhuān)業(yè)水平，積舉辦學(xué)習(xí)班，聘請(qǐng)公司內(nèi)、外Zhuan J對(duì)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高專(zhuān)業(yè)管理水平和人員技能。積吸取事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，按周期完成電纜的預(yù)防性試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際情況修訂電纜運(yùn)行規(guī)程，按規(guī)定進(jìn)行紅外測(cè)溫、環(huán)流測(cè)量。
