当前位置: 首页 > 工程管理前沿 > 2020年20期 > 分析10kV电缆中间头故障原因及预防措施

工程管理前沿【2020年第20期】

  • ID:273376
  • 浏览:5205
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-10-15 16:48:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

分析10kV电缆中间头故障原因及预防措施

2020-10-16 09:05:21 工程地质学 曹毅
资料简介

摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,人们对供电可靠性的要求也越来越高,对运维单位的日常运行维护也出现了新的变化和新的要求。目前,城市配网的电缆化率越来越高,电缆中间头从而也大量运用。其中,电缆冷缩中间接头,因其安装便利,绝缘性能好,耐高温及酸碱性能的特点,在配网当中得到了广泛的应用。但随之而来的电缆中间接头故障问题也在上升,严重的威胁电网的安全、稳定运行,甚至造成馈线跳闸。经过对多起故障电缆中间接头的原因归纳总结,发现施工工艺等方面的问题,是造成运行中的电缆中间接头绝缘击穿的主要原因。因此,对因施工工艺问题造成电缆中间头故障的分析,以及相应策略的提出和实施,具有重要的意义。本文选取了比较典型的两个故障电缆中间接头作为例子,通过解剖故障电缆中间头,检查电缆故障中间接头内部的情况,分析造成绝缘击穿的原因,并提出了相应的验收及日常运维策略。


分析 10kV电缆中间头故障原因及预防措施

曹毅

神华天津煤炭码头有限责任公司 天津 300452

摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,人们对供电可靠性的要求也越来越高,对运维单位的日常运行维护也出现了新的变化和新的要求。目前,城市配网的电缆化率越来越高,电缆中间头从而也大量运用。其中,电缆冷缩中间接头,因其安装便利,绝缘性能好,耐高温及酸碱性能的特点,在配网当中得到了广泛的应用。但随之而来的电缆中间接头故障问题也在上升,严重的威胁电网的安全、稳定运行,甚至造成馈线跳闸。经过对多起故障电缆中间接头的原因归纳总结,发现施工工艺等方面的问题,是造成运行中的电缆中间接头绝缘击穿的主要原因。因此,对因施工工艺问题造成电缆中间头故障的分析,以及相应策略的提出和实施,具有重要的意义。本文选取了比较典型的两个故障电缆中间接头作为例子,通过解剖故障电缆中间头,检查电缆故障中间接头内部的情况,分析造成绝缘击穿的原因,并提出了相应的验收及日常运维策略。

关键词:10kV电缆;中间头;故障原因;预防措施

引言

当前,我国的10kV电缆输电质量保障工作比较到位,但是也存在着一些严峻的问题,其中10kV电缆中间头故障处理与防范工作还有待加强。中间头故障将对电缆的工作造成极为不利的影响,所以电力部门必须组织专业力量着力于解决10kV电缆中间头故障问题。

1电缆中间头故障原因介绍

电缆中间头故障主要有三大原因。首先是中间头生产质量不合格,电缆中间头不同于电缆本体,对生产工艺要求很高。不同品牌的电缆中间头,生产质量相差很大。中间头的生产质量主要取决于应力复合管的性能、钢卡的抱紧力、尺寸的规范性、防水材料的密封性等。任何一处出现缺陷都会导致电场畸变,中间头进水等严重影响安全运行的重大问题。中间头生产质量决定了电缆中间头运行寿命的上限,如果电缆中间头生产质量不佳,良好的安装和运行环境并不能解决根本问题。其次是施工工艺不合格,电缆中间头的安装对施工工艺的要求极高,否则会留下较大的故障隐患。一些常见的施工工艺缺陷有:电缆主绝缘有刀痕,半导电环切有毛刺、凸起,金属压接管压接顺序不正确,压接管表面有异物,应力复合管安装尺寸错误,防水带绕包松散等。刀痕、毛刺、尖端、异物等会引起电场分布不均匀,电缆产生局部放电。缺陷越严重,局部放电量越大,发生故障的时间越短。电缆中间头密封不良,防水工艺不过关会导致中间头受到潮气、水份的侵蚀,容易形成水树枝放电,引起中间接头绝缘受潮劣化。统计表明,67%的中间接头故障与密封不良有关。地下环境阴暗潮湿,如果中间头密封不良,很容易引起进水,严重减小电缆中间头的运行寿命。最后是运行环境不佳导致中间头老化加剧,电缆中间头在运行过程中会产生不可逆的自然老化现象,这个过程在理论上是非常缓慢的,但目前电缆的运行环境比较恶劣,具体体现在电缆运行环境潮湿、部分电缆临近供热线路造成运行温度偏高等,大大加速了中间头的老化速度。

210kV电缆中间头故障的具体分析

2.1施工质量缺陷

由于近年来我局主业和多经单位电缆头制作人员技能退化严重,10kV电缆头施工存在多重分包现象,施工人员素质参差不齐,责任意识不强,对电缆施工工艺的重要性认识不够所致,主要存在以下问题。1)施工工艺控制水平较差:安装环境不符合安装要求,施工人员野蛮施工;未严格按照图纸施工(凭经验施工),尺寸偏差较大,部分人员甚至阅图能力欠缺,造成冷缩管两侧主绝缘表面电场局部集中,均匀电场的效果将变差;外半导电层环切口存在明显尖角和凹陷,在应力控制薄弱端出现放电;应力锥与电缆外半导电搭接位置不正确,导致接触电阻过大;剖离电缆外半电层时在电缆主绝缘层上留下刀痕;连接管未打磨,存在尖端放电;电缆排列凌乱,距离不满足要求,散热效果不佳等。2)施工过程管控不严:工程监理人员未全程严格把关,工程中间过程的监督缺失,使一些细小缺陷在验收投运时未能及时发现,一旦工作一段过程这些缺陷点就会逐渐恶化,最后发展成故障。电缆中间头制作时多人同时作业,容易造成步骤混乱或者漏项操作。

2.2产品质量缺陷

电缆附件是电缆线路中不可缺少的重要材料,它的质量优劣,直接影响电缆线路的安全运行,近年来由于招投标采用价低者得,因此恶性竞争和不公平竞标的情况比较严重,导致众多生产厂家只求价格低廉,过分节省原材料,技术和工艺水平参差不齐,甚至绝缘材料质量不能满足基本要求,主要存在以下问题:(1)电缆中间头的硅脂较少,质量较差,不能很好地填充主绝缘层上的空隙,导致放电现象。(2)冷缩套管质量不满足要求:应力锥的尺寸设计不合理,或应力管的参数不合理或安装的有效工作长度不够;冷缩套管撑装时扩张过大,或储存期过长,使硅橡胶失去部分弹性,无法保证界面压力,容易存在气隙。

2.3电缆附件产品质量不佳

部分电力施工单位不注重控制电缆附件等重要材料的质量,严重影响了中间头的工作质量。就目前状况而言,10kV电缆施工工程中冷缩套管以及恒力卡簧的质量控制工作存在着较多问题,一些电力施工单位为了节约成本而使用劣质的套管与卡簧,如此极有可能引发中间头故障。

3对10kV电缆中间头故障的改进措施

3.1严格把控电缆附件施工质量1)建立持证上岗机制,与广东电机工程学会电缆专业委员会建立了合作模式,委托电缆专委会全面组织包括报名、考试、评定等一系列的考核实施工作,凡参与局管辖范围内的10kV电缆头制作施工,必须持有电缆专委会颁发的10kV电缆头制作技术资质,确保了10kV电缆头制作的权威性。2)对电缆接头施工质量实行终身负责制,以提高制作人员的责任心。3)各供电所在工作票审核阶段对电缆头制作人员的资质进行严格把关,在电子化移交阶段将施工单位、施工人员姓名、生产厂家、产品型号等信息准确录入配网生产管理信息系统。4)电缆中间头安装完成后,在显著位置悬挂电缆中间头安装信息标识牌,标注施工单位名称、安装人员姓名、安装日期、电缆附件生产厂家、型号等信息,并将验收表单、中压电缆中间(终端)头安装旁站质量监督表单及关键工艺照片等信息准确录入配网生产管理信息系统。

3.2根据易犯的错误,总结制作中间头时要注意以下几点

(1)在施工之前充分做好各项准备工作,制作前必须认真阅读电缆头制作说明书,详细掌握制作的工艺要求,在安装过程中严格按说明书要求步骤制作,切不可只凭经验进行施工。(2)交联聚乙烯电缆绝缘层强度较大,剥切困难,剥切时小心谨慎,特别是在剥切半导体层时避免伤到线芯的主绝缘。施工时如在主绝缘上留下细小划痕,必须用纱布进行轴向打磨并涂上少量硅脂。半导体层的切口应整齐,起倒角,半导体层与主绝缘交界处平滑过渡无明显台阶。(3)保证制作时不间断,尽量缩短制作时间。从剥切电缆开始应连续操作直至完成,缩短绝缘暴露时间,防止侵入杂质、水分、气体、灰尘等。制作完成后必须静置30分钟以上方可移动电缆。(4)应力冷缩管的中间标线必须与压接管的中心线保持一致。防止一侧搭接过多,一侧搭接过少。要注意在电缆绝缘半导电层与主绝缘层断口处均匀涂抹硅脂,以达到润滑及排除气体的目的。(5)电缆半导体层剥切后,必须用砂纸和清洗剂清擦干净主绝缘表面,清擦时应从线芯向半导层方向进行,不得来回擦洗,清洗剂和砂纸不得碰到外半导电层,严禁用接触过半导体屏蔽层的清洗纸清洗主绝缘层表面。

3.3根据电缆不同路径和条件应用如下敷设方式:

(1)电缆在电缆夹层内敷设,高压、低压、控制电缆间单独或用隔板隔开在桥架内敷设。(2)变频电源站6kV电源进线电缆从原2#变电站出线电缆桥架引出,沿电缆桥架敷设至变频电源站内(其中一段桥架利用原有桥架进行敷设,从BM皮带机向下引入到变频电源站需卖方提供),上述两段桥架提供都需进行现场考察后才能确定,若原有桥架不能满足要求,卖方应提供从变电所到变频电源站所有的电缆桥架。(4)变频电源站到码头接电箱的电缆桥架要考虑防盐雾、防腐蚀的措施。保证桥架的耐用性。馈线电缆桥架支架、螺丝至少为热浸锌材质。(5)电缆桥架为梯形通道。桥架材质采用热浸锌钢板制造。桥架宽度不超过600毫米,盖子长度为1~2米,每个盖子可分别打开。(进线电缆桥架)(6)动力和控制电缆分别敷设在不同的通道内,动力电缆的占空系数不大于通道横截面的40%,控制电缆的占空系数不大于通道横截面的40%,不同电压等级的电缆,将不在同一通道内敷设。(7)室外敷设的电缆沿码头底部电缆桥架进行敷设,室外多层敷设时,仅顶槽架加盖。当电缆桥架安装高度超过3米时,要设置维修人员通道。电缆桥架安装时不允许焊接。(8)导管电缆从电缆槽架分支引至电气设备的电缆均用厚壁镀锌钢管保护,钢管的尺寸按占空系数不大于管内截面的40%来选择。

3.4加强电缆附件产品质量和施工质量的验收把关

1)做好物资到货验收,重点核查生产厂家、产品合格证、安装说明书和生产日前等资料是否齐全,产品外观有无变色、变形、老化、破损、脏污、霉变等现象,产品是否在有效使用期以内,条件允许的委托试验所开展交接试验,确保满足各项技术指标。2)由于电缆振荡波局部放电检测能在不损害电缆本体绝缘的情况下检查10kV电缆的绝缘状况,直观有效的判断电缆的绝缘品质等优点,因此有中间接头的中压电缆线路竣工验收投运前,除进行常规交接项目试验外,必须增加电缆振荡波局放测试。3)工程项目(实施)单位应安排人员对交接试验试验过程进行监督,并签名确认试验结果。

3.5严格按照施工设计图纸施工

我们可知,造成10kV电缆中间头故障的一项主要原因,就是10kV电缆中间头的施工人员在实际的施工过程中,没有按照施工设计图纸进行施工,导致10kV电缆中间头的施工缺乏相应的材料依据。所以,为了避免10kV电缆中间头故障的发生,施工人员在实际的施工过程中,应该严格的按照电缆附件所附的安装图进行严格的施工,不能依据自己的主观意愿随意更改施工设计图纸。如果施工人员在实际的施工过程中,发现了一些问题,需要及时的向上级领导汇报,在经过批准之后,实现对施工图纸的更改。例如,某10kV电缆的施工过程中,一位施工人员发现施工设计图纸中标注的10kV电缆中间头尺寸比实际的施工需要大,立即停止了施工作业,向上级领导汇报了这一现象。上级领导部门和工程施工设计人员经过一定的商讨之后,决定按照实际的尺寸施工,对施工设计图纸进行了修改。

3.6提升电力施工人员综合素质

电力施工人员综合素质的高低决定了10kV电缆中间头故障处理工作的质量,然而部分电力施工人员的综合素质并不达标,缺乏充足的理论知识储备与中间头安装经验。为此,电力施工单位要着力于强化施工人员综合素质,设立科学的淘汰制度,促使企业内部有形成良好的竞争氛围。与此同时,电力施工单位要多组织施工人员学习新的中间头安装技术、深化职员对中间头构造的了解、加大对施工人员责任意识与职业精神的培养力度,从而使电力施工人员更加适应新时期10kV中间头安装、故障处理与其他电力工作的需求。此外,应当健全落实工作人员持证上岗制度,进而最大程度地实现电力工作的职业化、规范化。施工单位还可以设立合理严格的奖罚制度与薪资分层制度。通过实行奖罚制度,能够及时地表彰在预电缆中间头故障处理工作中作出贡献的人员,处分工作散漫、不主动学习新技术、新理论的工作人员,从而实现发挥榜样的带头作用、遏止不良现象发生的目的。在建立薪资分层制度后,能够通过物质方面的刺激来达成激发职员工作积极性的目标。

结语

综上所述,在做好日常运维工作的基础上,要降低电缆中间接头故障对配电网的影响,需从源头抓起,重点抓好中间验收,按照说明书的要求,严格把关,跟进电缆中间接头制作的每一个环节,将问题消灭在源头上,同时,要积极开展振荡波电缆局放试验,及时发现、定位和更换存在缺陷的电缆中间接头,切实提高供电可靠性。

参考文献

[1]余炜旭.10kV电缆中间头故障成因及解决对策分析[J].资源节约与环保,2017(5):124.

[2]赵勇.试论10kV电缆的中间头故障成因及解决对策[J].科技创新导报,2016(31):88.

[3]潘威,陈忠文,屈少虹,等.10kV电缆中间头故障原因分析[J].广西电力,2019(1):23.

[4]周裕厚.10kV及以下电力电缆敷设运行实用技术[M].机械工业出版社,2018.

[5]史传卿.电力电缆安装运行技术问答[M].中国建筑工业出版社,2017.

[6]杨荣凯.近年来国内市场电缆及附件检测要求与质量情况评述[A].2018电力电缆状态检修技术交流会会议手册[C].2019.