王中山
大唐四川电力检修运营有限公司 四川省成都市 611134
摘要：风电场集电线路是工程的重要组成部分，在风电场建设中，一条集电线路所带风机少则七、八台，多则十余台，一旦集电线路出现故障，必将“连累”该集电线路所有风机脱网，造成发电量损失，因其为隐蔽工程，深埋于地下最少70cm以下，所以如果发生故障，故障查找和处理均较为繁杂。基于此，本文先分析了地埋电缆常见故障类型及原因，然后对其常见故障的排查处理以及预防措施进行了探讨，以期能为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：风电场；稳定运行；集电线路；地埋电缆；故障；措施
风电场因其占地范围广，单台机组容量较小，所以一般采用集电线路施工，将几台风机电能汇聚后送至升压站。作为地埋电缆施工的集电线路，其运行稳定与否，直接关系着风电场的发电效益，加强对地埋电缆常见故障分析，提出故障查找及预防措施，对风电场运维具有十分重要的现实意义。
1地埋电缆常见故障类型及原因
1.1电缆头爆裂
电缆铺设完成之后，为了使其成为一个连续的线路，各段线必须连接为一个整体，这些连接点就称为电缆头。电缆线路中间部位的电缆头称为中间接头，而线路两末端的电缆头称为终端头。电缆头是电缆线路中绝缘最薄弱、故障率最高的部位。故障的主要原因包括以下几个方面：
(1)未按照相关工艺进行制作安装，如剥离外半导电层时伤及线芯绝缘层，线芯绝缘层及其至外半导电层过渡处未打磨光滑，致使存在台阶、凹槽、刀痕，电缆线鼻子或中间连接管压接不均匀、未打磨光滑、存在毛刺，防水处理不够严实等问题，这些问题都会导致电缆头处绝缘降低，导致事故的发生。
(2)电缆放置的时间较长，放置期间未对电缆两端做好防水处理，导致电缆头制作前绝缘已受潮，或在电缆头制作过程中环境湿度过大，会使接头处混进水或水蒸气，长时间在电场的作用下形成水树枝，逐渐损害电缆，造成电缆头击穿。
(3)电缆线鼻子或中间连接管存在与线径缝隙过大的情况，压接后线鼻子或中间连接管变形严重，承载力降低，随着时间推移造成接触不良甚至松动后放电。
1.2电缆绝缘降低或击穿
电缆因为绝缘降低或击穿而造成相间、相对地短路也是电缆中较为常见的故障，造成故障的原因主要来自于机械损伤、绝缘老化、过电压和未按规范施工等方面。
1.2.1机械损伤
机械损伤主要是施工过程中人为操作不当或未按规范施工，如电缆放线中存在强拉硬拽、车辆碾压、石块、树枝割伤等野蛮施工行为造成电缆绝缘甚至铠装受损，电缆沟回填深度不够，或未按铺沙、盖砖、软土分层夯实的要求严格进行回填，而是代之以树枝、石块、杂物等重物回填，这些问题都为电缆故障埋下深深的隐患，同时，由于电缆在上、下坡处因回填土沉降、冲刷等原因，也容易使电缆绝缘及铠装承受机械拉力而受损。
1.2.2绝缘老化
绝缘老化的主要原因来自于酸碱土壤的化学腐蚀致使保护层失效，绝缘降低，而且长期过负荷运行，过高的温度也会加剧绝缘的老化。
1.2.3工作过电压和雷击过电压
工作过电压和雷击过电压造成绝缘故障是因为防雷接地施工质量不可靠或未安装避雷器，电缆铠装、屏蔽层未进行直接有效的接地所造成。同时，电缆转弯半径过小容易损伤电缆绝缘及铠装，同沟铺设电缆间距太近不利于散热，电缆相互靠近或交叉间距太小，会产生“交流电蚀”，这些都是造成电缆绝缘降低乃至击穿短路的原因。
2地埋电缆常见故障的排查与处理
2.1故障现象
风电场集电线路地埋电缆与风机和升压站开关柜相连，箱变高压侧的电缆的进线是上一台箱变，而出线是下一台箱变，所以如果集电线路出现故障，那么主控室的监控人员能够看到风变向在通讯过程中出现中断的现象，或者是集电线路的开关出现跳闸现象等。而现场巡视人员则能够听到电缆头在运行过程中出现声音以及异味。此外，从后台也能够监控到电压以及电流等异常，从而能够判断故障的发生。
2.2故障查找
相关的巡查人员在巡视过程中，如果发现异常声音或者是气味，那么应该及时的将其上报，并且对相关线路停电，然后采取措施进行处理。
如果出现了风机和电箱通讯中断的现象，先要对风机箱变本身进行故障排除，然后再到现场进行勘察，判断是否为第一台高压侧电缆头爆裂。由于一般集电线路比较长，所以在出现集电线路开关跳闸的情况时，会有比较繁杂的故障查找过程。
首先，要进行初步的分析和判断故障类型和故障相别，在此过程中，要充分的结合监控后台以及保护装置的报文进行分析。另外，还要充分的结合故障录波的情况。
然后确定故障类型和性别，在此过程中可以使用绝缘摇表，对各相的绝缘电阻进行测量，测量位置是线路一端。如果发现绝缘电阻低于100kΩ，那么很有可能是低电阻接地或者是短路故障。如果绝缘电阻比100kΩ要高，但是比正常值要低，那么很有可能为高电阻接地故障。如果电阻的值是正常的，那么很有可能出现了断线故障，此时要进行导体连续性试验来进行判断。
在对集电线路进行检查时，为了缩小检查范围，可以解开台箱变高压侧电缆头，进行分段检查，从而快速的确定故障电缆段。
最后通过电缆故障定位仪对故障点进行定位。
2.3故障处理
如果电缆头出现了爆裂现象，那么需要切除故障部分，然后重新制作。
如果是因为绝缘降低或者是击穿而导致的故障，那么也需要切除故障部分，然后对中间接头进行加装，上述工作完成之后再消除故障。
在处理电缆头放电时，往往会使用加强绝缘、紧固电缆头固定螺栓等方式，在此过程中要充分的结合电缆头的实际情况进行处理。
如果电缆出现了受潮现象，那么要采取措施进行相应的加热干燥，这样就能够使绝缘电阻提高，在此过程中会使用到大电流发生器，同时也可以使用多台交流电焊机。
3地埋电缆故障的预防措施
3.1施工过程中预防措施
(1)优化电缆铺设路径，防止重型车辆对运行中的电缆进行碾压，减少跨道路和交叉铺设。
(2)电缆沟开挖、回填、电缆放线和电缆头制作应严格按规范和相关工艺施工。
(3)上、下坡电缆呈S型摆放，并加装固定桩，防止电缆因回填土下沉或雨水冲刷而承受机械拉力。
(4)在电缆头位置做好电缆预留，以便故障电缆切除后可重新制作电缆头，并根据需要设置电缆井对中间接头进行保护。
(5)按照规范要求完成交接试验，确保电缆各项电气性能合格。
(6)做好电缆铠装及屏蔽层接地，在电缆两端安装避雷器，做好雷击过电压和工作过电压防护。
(7)在按规范要求设置电缆标桩，防止地埋电缆遭到人为破坏。
3.2运维过程中预防措施
加强对电缆的日常巡视，重点关注负荷较大及高温天气下电缆运行情况，做好电缆头红外测温工作，定期做好电缆预防性试验，并对历次试验数据与交接试验数据进行对比分析，判断电缆的运行情况，以便及时发现故障隐患，将故障扼杀在萌芽状态，确保地埋电缆安全稳定运行。
4结束语
集电线路的安全稳定运行，能够有效的保证整个电路的稳定性和安全性，所以做好地埋电缆的故障分析和处理至关重要。在对电缆的故障进行查找时，工作人员要结合自身的工作经验，制定出科学合理的运维方案。同时还要重视预防措施的制定，这样才能够最大限度的保证风电场的稳定运行。
参考文献
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