110kv高压电缆故障分析及运行维护措施

发表时间:2021/1/6   来源:《中国电业》2020年8月22期   作者:石义稳
[导读] 高压电缆是配网线路的基本载体。在110kV配网线路中,电缆故障是最为常见的故障之一。
        石义稳
        国网浙江余姚市供电有限公司 浙江 余姚  315400

        摘 要:高压电缆是配网线路的基本载体。在110kV配网线路中,电缆故障是最为常见的故障之一。本文正是基于这一背景,简要分析了110kV高压电缆在供、配电网中的重要性和应用前景,归纳总结了高压电缆故障的原因,并探讨了做好110kV高压电缆运行维护的若干对策,确保整个110kV电路始终处于安全高效的运行状态。
关键词:110kV;高压电缆;故障;运行维护;措施

        高压电缆是电力电缆的一种,在国家输配电、智能电网建设等方面发挥着重要作用。但是,时常发生的高压电缆故障严重影响供电线路运行质量,不利于高压电网安全性和经济性。
1 高压电缆及其应用前景简述
        高压电缆是指用于传输1kv-1000kv之间的电力电缆,它在供电设备与用电设备之间架起一座有形的桥梁,起到传输电能的作用。因其能够提高输送容量、提高稳定极限、降低线路消耗、减少工程投资、节省走廊面积、改进电网结构等优点,广泛应用于包括电力在内的诸多领域。
        我国的电力基础设施老化导致电网运行效率降低,电网基础设施升级改造直接拉动高压电缆快速发展,新基建投资扩张助推高压电缆市场增大,此外,我国当前的经济建设进程也决定了高压电缆需求增势明显。“十三五”期间,交通运输业,尤其是高速铁路网建设力度仍在加大,这些因素势必支撑高压电缆持续利好。
2  110kV高压电缆故障分析
         110kV高压电缆使用环境和范围比较特殊,造成 110kV高压线故障的因素很多,但归纳起来,离不开设计、制造、调试和外力破坏等环节。
        2.1设计因素
        很多地方的电缆设计没有独立出来,设计人员囿于专业限制,对高压电缆知识知之不多 ,有些甚至不清楚元器件的名称,更不用说设计参数选择了。缺乏深入了解施工环境和地质条件,选用的高压电缆种类型号在性能、参数、结构上无法匹配工程现场,导致高压电缆运行时产生故障。例如,某地一电厂高压电缆没有设计接地点,运行后发生金属护套和电缆主绝缘烧穿事故,付出了沉重的经济代价。
        2.2 制造因素
        在生产制造环节, 高压电缆本体、接头和接地部位是110kV高压电缆故障之源。电缆制造时存在的绝缘屏蔽和金属护套密封等问题,易造成电缆本体击穿事故;110kV高压电缆接头有终端和中间接头之分,但无论接头形式如何,故障多发生于绝缘屏蔽断口处,例如,某公司110 kV高压电缆硅橡胶应力锥被击穿,接头发生滑闪放电导致进一步击穿,由此可见该公司产品质量隐患,给电缆施工和运行埋下一颗定时炸弹。110 kV高压电缆接地故障多因接地箱体、保护箱体、交叉互联箱体密封和护层保护器质量缺陷而引起。总之,高压电缆质量问题在原材料和机器设备方面相对成熟的条件,与技术人员、操作人员和检验人员有着莫大的关系。
        2.3  调试因素
        施工调试时发生的故障数在110kV高压电缆故障中占有较高的比例,究其原因,工程施工条件和地质条件较差是一大原因,施工人员经验不足、接头安装技术水平低下,也是高压电缆施工调试故障的重要原因。特别室在工程量大、工期紧张的情况下,110kV高压线缆接头更是故障频繁发生。再次,高压电缆施工调试时不按照工艺程序安装操作,盲目施工,出现问题时由于没有相应的应急措施而不知所措。最后,在竣工验收时, 由于直流耐压试验不当,造成电缆接头中形成反电场,破坏了接头部位的绝缘,出现电缆事故,影响电网的正常运行。
        2.4 外力破坏因素
        在电缆周围进行工程施工时,电缆被破坏的事故经常发生。这是由于埋设在隧道和沟槽内的高压电缆。除了自身绝缘保护外,没有采取特殊保护措施。敷设时对高压电缆走向又不加标注,相关管线施工作业人员不清楚电缆的铺设方向,直接挖断或破坏高压电缆的事故经常发生。因此,埋设的高压电缆比裸露在外的高压电缆更容易受到外力破坏。


3  预防110kV高压电缆故障的若干措施
        虽然引发高压电缆故障因素比较多且复杂,但是通过高压电缆故障原因分析,可以发现:提高110kV高压电缆设计和制造水平,安装调试和验收的质量监管水平以及日常运行管理水平,能够保证电缆系统安全运行,可以保障l10kV高压电网安全可靠运行。具体的预防措施有:
        3.1 强化高压电缆生产质量管理
        110kV高压电缆质量管理需要生产企业和施工单位双管齐下,一方面,根据电力工程技术规范,编制与之匹配的设计方案和生产工艺标准,另一方面,制定安装调试流程、竣工验收规范以及监理标准,实现110kV高压电缆产品质量与施工要求的和谐统一。作为高压电缆生产企业,应树立良好的产品质量观念、服务质量和售后信誉,首先积极做好产品生产过程的质量检验,其次,把好产品出厂关,相关检验和试验决不含糊,严禁质量不合格的高压电缆流出公司大门。最后,积极配合外部检验抽样检查,将样品送到专业电缆检测机构进行检验。作为施工企业,应安排高压电缆专业技术人员到生产企业进行监督,一旦发现高压电缆生产过程中存在质量问题,要求生产企业及时予以整改,进而控制质量不合格的高压电缆产品不能进入施工作业。
        3.2 提高高压电缆设计水平
        设计是施工的先导,高压电缆设计合理与否关系到高压电缆安装施工的效果,与电力工程质量与安全休戚相关。在高压电缆图纸设计阶段,设计人员要加强与施工人员沟通,全面掌握施工环境,即注重高压电缆整体设计,也要重视重点部位,特别是中间接头和转角的优化设计。此外,还要考虑高压电缆排水防护问题,保证设计方案具有良好的施工指导性和技术经济性。
        3.3 强化高压电缆施工监管
        在110kV高压电缆施工时,必须做好相关的质量管控,必须严格按照电缆敷设的施工工艺和工序进行,同时做好电缆接头的密封。对施工中被锯开的电缆接头,不管电缆接头是正在安装敷设,还是被堆放在一旁,都必须根据相关的施工要求,采取有效的措施保证高压电缆的密封性,防止电缆受潮。另外,施工作业时也要保护好电缆的绝缘体,防止被破坏。特别是高压电缆敷设过程中的转弯,必须采取自然弯曲形式,保证高压电缆内部结构不受影响。施工作业者在剥削绝缘屏蔽层、护套、半导体时,需要非常细心,绝缘表面应全面打磨。电缆压接处理后,必须根据相关要求去除毛刺、尖角等不规则体,对金属粉末等进行清除,电缆内部不得存在杂质颗粒。只有这样 ,才能保证高压电缆运行安全可靠。
        科学、有效的耐压试验是高压电缆事故的一大“克星”。 110kV高压电缆竣工验收时,尽量采用串联谐振、VLF法等, 避免使用直流耐压法。对于现场实验条件恶劣、缺乏相关实验设备的施工作业,可以采取 24h空载运行校验方法检测高压电缆性能。
  3.4        加强高压电缆日常运行维护
        高压电缆日常运行维护,一要建立监管检查制度,二要建设巡检

供电企业要根据国家规定制定相关的监管检查制度,密切监视线路负荷电流,不能让长时间过负荷击穿结缘,造成电缆故障。成立专业维护部门,建立电力设备定期巡检制度,让经过专业技能培训、具有一定运行管理经验的员工定期巡视电力电缆设备,如果发现有线路出现故障,要及时上报并提出检修计划。重视存在安全隐患的高压电缆线路的特殊巡视检查,并根据供电公司的规定做好巡视记录,如实填写线路的运行情况。巡视线路时,一定要注意电缆线路周围的运行情况,例如有没有施工在线路周围、线路的正常运行有没有被破坏。
四、结语
        高压电缆事关电网的有效运行,研讨110kV高压电缆故障及其运行维护对策具有重要的现实意义。本文围绕引发110kV高压电缆故障的设计、制造、施工和外力破坏的四大因素,提出110kV高压电缆运行维护的预防措施:加强高压电缆产品的制造质量管理、提高高压电缆设计水平、强化高压电缆施工监管以及注重高压电缆日常的运行维护工作,紧密结合电缆故障的产生原因,采取针对性的措施,不断地强化其运维成效,从而为110kV电网安全运行奠定坚实的基础。
        
参考文献:
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