10kV配电网电缆新技术应用的研究

发表时间:2020/9/24   来源:《中国电气工程学报》2020年5期   作者:陈国华
[导读] 10kV配电网电缆的安全稳定运行管理是现在很多人都关注的课题
        陈国华
        广东电网公司惠州惠东供电局   广东省惠州市   516300
        摘要: 10kV配电网电缆的安全稳定运行管理是现在很多人都关注的课题,如何促进其安全运行也是人们所研究的。本篇文章通过分析10kV配电网电缆的现状,进而采取应用新技术对其安全稳定运行的有效管理进行研究和探讨。
        关键词:配电网;电缆运行;新技术;应用
        
        在现代配电网中10kV电缆应用越来越广泛,其安全稳定运行在配电网中起着非常关键的作用,它的安全运行直接影响整个电网稳定,在一定程度上也会影响地区的经济发展。所以10kV配电网电缆的稳定运行十分重要,应加强其运行管理,对其采用有效的管理模式,保证电缆正常运行。
        1 10kV配电网电缆的运行现状
        随着我国经济的不断发展,供电部门对10KV配电网的线路建设越来越多采用电缆化方式。特别是在经济较为发达的沿海地区,10kV配电网电缆线路应用更加普遍,笔者所在地区目前10KV配电网电缆化率达到87%,大大节约了城市土地资源美化了城市环境,也减少了架空线路各种易受外部环境影响的弱点。但电缆线路在运行中也会出现一些新问题,导致10KV配电网电缆线路跳闸,对电网安全稳定运行产生很大影响。笔者通过所在地区数据分析,找出主要跳闸原因是电缆中间头频繁故障导致,分析如下:
        (1)配电网电缆跳闸因素的分析
        笔者所在地区共有10KV馈线电缆线路49回,从2016年1月至2018年12月共36个月发生跳闸事故18起,经检修因电缆中间头故障引起的跳闸15起,占了故障83.33%,其他3起才是因外力破坏引起。15起电缆中间头故障发生比较集中时间在负荷和环境温度变化较大的3月和11月份。经对故障中间头解剖分析发现,故障原因都是施工工艺不良且经过7至9年长运行时间绝缘降低放电导致的跳闸事故。
        (2)电缆中间头在制作方面存在人力不可避免的不规范性
        由于受电缆长度的限制,电缆存在中间头是不可避免的,而电缆中间接头部分制作对是不能存在任何误差的。目前电缆中间头的制作工艺普通采取冷缩技术,这种技术制作电缆中间头要求工艺很高,而目前施工单位电缆中间头制作工人,虽然经过专业培训,但在很多小细节方面无法达到技术标准,比如清洁、切割、毛刺、打磨、包扎等等方面都会出现问题,就导致与正常运行要求的技术不一样的情况,这些小隐患很可能会造成电缆在今后长时间运行中发生故障而跳闸。
        2 解决目前中间头制作问题的思考
        从以上分析可知,提高电缆中间头制作合格率,是减少10KV电缆跳闸的关键点。而目前人力制作冷缩技术不可避免的会产生隐患,是否有一种新的技术可以代替人力误差,减少电缆中间头制作工艺不合格的出现。笔者经过耐心的调查发现,目前有一种新的高压电缆热熔焊接技术正在悄然兴起,这种技术就是通过热熔焊接的技术把电缆中间头连接形成整体,中间不存在物理断层。经过再进一步的了解,此技术在实验室和试点已取得成功,但只在110KV线路上试点应用,没有在10KV配电网电缆中应用的先例。
        3 10kV 配电网电缆中间头新技术应用情况
        3.1 试点应用情况
        笔者经到这一研究单位考察了解后决定引进这一技术在10KV电缆中进行试点应用,选定一条运行了10年的旧电缆,且经检查中间头存在隐患需要重新更换的试点应用,经过前期技术厂家现场的调研,编制了联合试点应用方案。2019年1月某一日,专业施工队伍经办理了停电开工手续后,于早上9时正式开展新技术试点应用。

1、按照尺寸对电缆外屏蔽,主绝缘,铜线芯进行测切电缆;2、把测切好的铜线芯放入焊接模具中,放入火药,进行焊接铜线芯;3、打磨焊接好的铜线芯,剥离内屏蔽绝缘;4、依次恢复屏蔽,主绝缘对焊接好的线芯,绝缘进行加热处理;5、恢复外屏蔽;6、恢复电缆安装结束。以上六个步骤都是经过精心安排、精心组织和精心施工,特别是第3步骤中经过焊接后的电缆芯线需要自然整体均匀冷却是施工关键,否则,会使焊接部分受热不均匀导致焊接线芯出现细微缝隙,运行过程就会出现放电现象进而电缆击穿引起线路跳闸,整体制作时长达到6个小时,经过对制作好的电缆耐压试验,从原来三相不足20兆欧提升到无穷大,电缆合格送电运行。
        3.2 新技术应用后的效果跟踪
        此条10KV馈线电缆长度共3.56公里,共有冷缩电缆中间头7个,经检测全部不符合运行要求,从第一个试点热融焊接中间头运行20天后,经再次检测电缆绝缘良好后,其他中间头全部采取电缆热熔焊接技术进行改造,历时三天,原计划通过修理工程整体更换的旧电缆继续运行。笔者所在的单位对此电缆进行了较长时间的运行质量跟踪,截止2020年8月止共20个月,期间经过了大负荷运行和冷热交替环境温度的变化影响,针对不同时期和环境温度变化后适时开展了5次的现场检测,发现其绝缘没有任何变化都是无穷大,运行良好,至今10KV电缆线路没有发生任何跳闸事件。
        4 使用新技术工艺的技术经济可行性分析
        4.1技术分析
        10KV电缆中间头采取电缆热熔焊接技术制作,是一种永久性铜分子结合,不会松脱、老化,今后都无须维护,并且电阻不会随时间而增加,因此能保持最佳的连续电气通路。这使得电缆热熔焊接连接优于传统压接或机械连接,传统压接或机械连接只提供电缆芯线之间的表面接触,并没有真正连通,并且电气通路不大理想,电阻也会随时间增加而增大。就好比目前高铁上通用的钢轨,也是通过焊接技术把每一标准小段钢轨连接成一条无缝隙的超长轨道,实现无障碍行驶。电缆热熔焊接中间头技术也是一样的道理,把每一标准小段电缆连接成一条无中间头的超长电缆,实现无缝运行。
        4.2 经济分析
        10KV电缆中间头采取电缆热熔焊接技术制作费用比较传统的冷缩制作要贵大约2倍,今后运行是长期免维护费用,并且电缆沟也不需要在每个中间头位置建造电缆井,减少了一笔电缆沟的建造费用。同时,由于实现的是电缆无缝连接,经测量电缆电阻值非常稳定,与铜的阻值基本无差异并且不会随着时间而增加。就保证了电缆的载流能力发挥到最大,带来的一个惊喜是这条线路线损比采取新技术之前下降了0.2%,经过20个月的跟踪测量非常稳定,也带来了非常可观的经济价值。综合比较采取电缆热熔焊接技术制作电缆中间头经济效益还是非常显著的。
        
        5 新技术应用后带来的推广效应
        电缆热熔焊接技术制作电缆中间头试点应用后的效果,引起了笔者所在上级单位的重视,2020年7月由专家工作室牵头,组织了生技、市场、基建、工程、规划、调度等多部门的现场调研,经过严密细致的检测数据说明应用效果,得到了专家组的一致肯定,此技术可推广应用到10KV电缆的施工中。经过相关部门的大力推广,目前这一新技术得到了快速的应用,特别是近期新建设的业扩工程10KV电缆中间头施工中,普遍采取了这一新技术进行热熔焊接,为今后线路安全稳定运行打下坚实的基础,为保证人民群众生产生活用好电得到保证。
        结束语
        经济的发展推动科技的进步,很多领域都飞速发展,电网行业也是,和以前相比发生了很大的变化,注重新技术在10kV配电网电缆的运行中的应用是非常有必要的,如何加强10kV配电网电缆的安全稳定运行管理成为越来越多人研究的话题,需要人们共同努力。
        
        参考文献:
        [1]李国成,张卫东,高盛,高原.10kV 配电网电力电缆运行的有效管理模式[J].电气时代,2015(6).
        [2]仲亮.10kV配电网电力电缆运行的有效管理模式[J].电工技术:理论 与实践,2015(10).
         [3]刘慧杰.运行有效管理模式在10kV配电网电力电缆中的应用[J].劳动保障世界,2015(10).
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