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北京橡套电缆厂家教给大家如何防止电缆绝缘击穿事故
1.1 北京橡套电缆厂家根据设计阶段应注意的问题
1.1.1 应按照全寿命周期管理的要求,根据线路输送容量、系统运行条件、电缆路径、敷设方式等合理选择电缆和附件结构型式。
北京橡套电缆厂家分析电缆线路**符合电力系统的输送容量,即所选用的电缆应具有满足系统需求的长期载流量。在确定电缆截面时,应充分考虑地区电网发展、负荷增长及周围运行环境等因素,同时结合造价的综合经济性进行选择,避免较短时期后电缆载流量即不能满足负荷增长需求,形成电网瓶颈;同时还要符合电缆全寿命管理要求,北京橡套电缆厂家在其寿命期内发挥其作用,努力实现效益化。
结合电缆敷设路径,如在缆线密集区域,应重点考虑防火要求,选择相应阻燃等级的阻燃电缆,避免火灾发生;在人员密集或有防爆需要的场所宜采用复合套管式终端,避免瓷套式终端故障产生的飞溅物伤及行人。(公众号:输配电线路)
为了适应各种不同敷设环境要求,如直埋、排管以及隧道等,电缆的铠装层与外护套应选用相应的结构材料,如含化学腐蚀环境应采用铅套,易受水浸泡的电缆,应采用聚乙烯外护套,,以达到全寿命周期管理要求。
终端和接头应满足环境对其机械强度与密封性能的要求,户外终端还应具有足够的泄漏比距、抗电蚀和耐污闪性能,北京橡套电缆厂家同时考虑地区污秽等级变化对设备适用性的要求。
1.1.2 应避免电缆通道邻近热力管线、腐蚀性介质的管道。
临近热力管线散发出的热量会造成电缆通道内温度升高,影响电缆线路的载流量,如果电缆线路长期运行在高温环境中,还会加速绝缘老化,缩短电缆的使用寿命。在设计阶段,北京橡套电缆厂家应**调查电缆通道周围管线情况,避免临近热力管线。
腐蚀性介质管道中的物质一旦泄漏到电缆通道内,会造成电缆腐蚀,即电缆外护套、铠装层、铅护套或铝护套的腐蚀。酸或碱性溶液、氯化物、有机物腐蚀物质等都会使电缆遭受腐蚀。
实际案例:
[案例1] 2011年,某市热力管线泄漏,热水渗入电缆隧道。该隧道内有多路10kV、110kV在运电缆,当时隧道内环境温度超过60℃,远高于电缆正常运行温度,严重影响电网***,电力公司被迫采取排水、通风降温、调整电网运行方式等应急措施。
[案例2] 2009年,某公司220kV电缆隧道在与热力管道的交叉距离不满足规程要求,导致电缆沟内温度不满足运行要求,将该交叉点井内温度与线路其他电缆井内温度进行对比,温差高达为21.4℃,负荷高峰时期电力公司不得不采取降温、负荷控制措施。
1.1.3 应加强电力电缆和电缆附件选型、订货、验收及投运的全过程管理,应优先选择具有良好运行业绩和成熟制造经验的制造商。
加强全过程管理,订货阶段应确保选择成熟产品,这也是加强电缆产品入网管理的有效手段,有助于从源头把住电缆产品的质量关。电缆及附件招投标时,**进行严格的技术审查,同型号产品**通过型式试验。验收环节应严格按照验收相关要求进行把关,确保电缆线路健康投运。电力电缆主要采取固体绝缘材料,运行过程中状态检测困难、维修代价很高,所以应杜绝家族性设备缺陷问题。如果制造工艺不成熟、北京橡套电缆厂家质量控制不完备,电缆、附件极易存在可见或不可见缺陷,在后期运行过程中出现批量性问题。
实际案例:
[案例]2010年,某公司110kV电缆在施工期间发现制造质量问题,该批次约50km电缆全部退货,已发电线路的电缆和附件也全部更换,大大增加了工程周期、费用和电网运行风险。
1.1.4 同一受电端的双回或多回电缆线路宜选用不同制造商的电缆、附件。110(66)kV及以上电压等级电缆的GIS终端和油浸终端宜选择插拔式。
双路或多路电源电缆选用同制造商产品,将承担较大的批次性问题风险,同时一旦出现批次性质量问题,将大大延长事故抢修时间和供电恢复时间。选择不同制造商产品,即可防止电缆、附件批次性质量问题造成的全停风险。但采用不同制造商也带来安装、维护及备品备件管理上的不便,应结合工作情况酌情选择。
选择插拔式终端便于单独对电缆进行交流耐压试验,同时电缆仓的SF6气体或绝缘油的处理工作可以同步开展,利于缩短安装时间,利于抢修。
实际案例:
[案例]2005年,某公司9.6km长的220kV线路,在投运11个月后,接头连续发生击穿,后经检测判定为附件制造质量问题。18组接头全部更换,抢修工区历时半年,在此期间一座220kV变电站单电源。
1.1.5 10kV及以上电力电缆应采用干法化学交联的工艺,110kV及以上电力电缆应采用悬链或立塔式工艺。
该条与***电网公司招标技术条件保持一致。干法化学交联形成的交联聚乙烯材料电气性能优良,目前制品额定电压等级已达500kV,北京橡套电缆厂家而辐照交联和硅烷化学交联法一般仅用于低压电缆。
1.1.6 运行在潮湿或浸水环境中的110(66)kV及以上电压等级的电缆应有纵向阻水功能,电缆附件应密封防潮;35kV及以下电压等级电缆附件的密封防潮性能应能满足长期运行需要。
水害对于电力电缆的***稳定运行影响很大。针对固体绝缘电缆,一旦水分进入电缆绝缘表面或导体表面,都会使绝缘在比产生电树低得多的电场强度下引发水树,并逐步向绝缘内部延伸,导致绝缘加速老化,直至击穿。针对油浸纸绝缘电缆,一旦水分进入其中,其电气性能将显著降低,绝缘电阻下降,击穿场强下降,介质损耗角正切增大;水分的存在,可以使油浸纸绝缘电缆中的铜导体对电缆油的催化活性提高,从而加快绝缘油老化过程的氧化反应。尤其针对直埋线路,如果电缆附件密封性能不符合要求,易造成附件进水,进而导致事故的发生。
1.1.7 电缆主绝缘、单芯电缆的金属屏蔽层、金属护层应有可靠的过电压保护措施。统包型电缆的金属屏蔽层、金属护层应两端直接接地。
可靠的过电压保护措施可以防止故障情况下金属护层上产生的过电压,造成电缆损坏或危及人身***。护层绝缘可起到过电压保护作用,同时对金属护套是良好的防腐蚀层,因为非接地点的金属护套有感应电压时,当护层绝缘不良时,会引起交流腐蚀。大长度10、35kV单芯电缆也应考虑采取过电压保护措施。
统包型电缆如果三相电流平衡时,则在金属护套中不会产生感应电动势,也没有感应电流,应将金属屏蔽层、金属护层两端直接接地。
1.1.8 合理安排电缆段长,尽量减少电缆接头的数量,严禁在变电站电缆夹层、桥架和竖井等缆线密集区域布置电力电缆接头。
电缆接头是电缆绝缘的薄弱环节,据统计因电缆头故障而导致的电缆火灾、爆炸事故占电缆事故总量的70%左右。由于电缆接头处于电缆沟内,不易巡检,因此应尽量避免电缆接头敷设在变电站夹层等缆线密集区,防止一路接头故障波及其他电缆,北京橡套电缆厂家造成事故的扩大。
实际案例:
[案例]2006年,某公司一路220kV电缆跳闸,1h后相同隧道内66kV电缆相间短路跳闸,1.5h后发现电缆隧道内起火冒烟。隧道内缆线燃烧近4h,共烧毁220kV电缆5路、66kV电缆3路,经过分析,判断事故直接原因为高压电缆接头安装质量问题,运行一段时间后绝缘强度降低,导致故障。
1.2 基建阶段应注意的问题
1.2.1 对220kV及以上电压等级电缆、110(66)kV及以下电压等级重要线路的电缆,应进行监造和工厂验收。
电缆各部分的原材料质量、工艺的控制等因素将直接影响电缆的质量。原材料的质量不良、工装设备缺陷、工艺控制不当等都会给电缆长期运行埋下致命隐患。进行监造和工厂验收,可确保电缆线路环节可控、在控,确保电缆出厂时处于健康状态,北京橡套电缆厂家避免电缆进入安装或运行环节后出现问题。
[案例]2001年,某市一路110kV电缆线路GIS终端爆炸,直接击穿点位于应力锥部位,经解体检测认定该终端核心元件存在制造缺陷,随后该批次产品全部进行了更换。
1.2.2 应严格进行到货验收,并开展到货检测。
结合电缆及附件的、安装、运行和试验经验,对与电缆及附件长期运行性能密切相关的结构尺寸、电气、物理等关键性能应进行到货验收及检测,尽可能杜绝不合格品进入安装环节、投入运行。
实际案例:
[案例]2008年以来,某公司根据***标准、行业标准、订货技术条件,对10kV及以下电缆开展到货质量检测,两年内交联电缆检测不合格率从开始阶段的12.5%降到了1%,杜绝了导体直流电阻率超标、绝缘中存在杂质、阻燃性能不合格等问题产品投入运行。
1.2.3 在电缆运输过程中,应防止电缆受到碰撞、挤压等导致的机械损伤。电缆敷设过程中应严格控制牵引力、侧压力和弯曲半径。
应用电缆盘搬运和储放电缆,不允许电缆盘平放,避免电缆挤压变形或松开。电缆盘应有牢固的封板,在运输车上**可靠固定,防止电缆盘移位、滚动及相互碰撞或翻到。
电缆敷设过程中应严格控制牵引力,避免导体、护套或绝缘变形、损坏;应控制侧压力,避免电缆在敷设通道转弯处被挤伤。电缆弯曲时,电缆外侧被拉伸,内侧被挤压,由于电缆材料和结构特性的原因,电缆承受弯曲有一定的限度,过度的弯曲将造成绝缘层和护套的损伤,甚至使该段电缆完全破坏。因此,在电缆敷设过程中,应根据电缆绝缘材料和护层结构不同,严格控制弯曲半径。
实际案例:
[案例1]2008年,某抽水蓄能电站500kV电缆挤压变形,经分析主要原因是,电缆盘超高,运输过程将电缆盘平放,导致电缆挤压变形。
[案例2]2008年,某变电站运行中站用变压器低压电缆绝缘击穿,经分析,主要原因为电缆转弯处局部绝缘层因挤压、摩擦导致严重损伤。
1.2.4 施工期间应做好电缆和电缆附件的防潮、防尘、防外力损伤措施。在现场安装高压电缆附件之前,北京橡套电缆厂家其组装部件应试装配。安装现场的温度、湿度和清洁度应符合安装工艺要求,严禁在雨、雾、风沙等有严重污染的环境中安装电缆附件。
严格控制施工环境,避免影响施工质量,留下事故隐患。采取防潮、防尘、防外力损伤措施,主要为避免施工过程中绝缘部件污染或损伤,导致绝缘性能降低。高压电缆附件安装应有可靠的防尘措施,在室外作业,要搭建防尘棚,施工人员宜穿防尘服;在湿度较大的环境中,应进行空气调节,施工现场应保持通风。
安装前的试装配避免因部件不全、不匹配、不合格等造成的窝工或损失。
实际案例:
[案例]2002年,某110kV电缆在交接试验中发生户外终端击穿。经分析认定为施工期间环境控制措施不当所导致。附件组装期间气温在零下,同时有4~5级大风和扬尘,施工现场未采取有效防护措施,导致绝缘件被污染。
1.2.5 应检测电缆金属护层接地电阻、端子接触电阻,**满足设计要求和相关技术规范要求。
当电缆发生故障时,电缆金属护套、接地系统会流经故障电流,接触电阻过大可能导致触点烧毁,甚至导致次生故障。单芯电缆正常运行过程中,金属护层接地回路中往往有感应电流,如接触电阻过高会造成发热缺陷,甚至故障。
1.2.6 金属护层采取交叉互联方式时,应逐相进行导通测试,确保连接方式正确。金属护层对地绝缘电阻应试验合格,过电压限制元件在安装前应检测合格。(微信号:shudianxianlu)
采用交叉互联系统目的在于降低电缆运行时金属护套产生的感应电压,如果交叉互联系统接线方式错误,将使系统失效,进行交叉互联系统逐相导通测试,主要为防止安装错误引发事故。
测量线路绝缘电阻是检查电缆线路绝缘状况简便的方法。
实际案例:
[案例1]2002年,某110kV线路接地系统电流异常,拆检发现接地系统施工错误,同一交叉互联段的两个互联箱内金属连扳接线方式相反,导致交叉互联混乱,感应电流很大。
[案例2]2007年,某110kV电缆线路接地电流异常,经使用万用表对2个交叉互联箱内6条交叉互联线进行导通测试,发现1号接头互联线的B相线芯与屏蔽线相互导通、2号接头互联线的C相屏蔽线与箱体导通。
[案例3]2008年,某电缆护套环流测量中发现,该段线路中金属护套环流值高达224A,已达到电缆负荷电流的95%,经过对环流测量值、电气回路的分析及环流计算软件的验证,确定了导致本次环流异常的根本原因:2号接头井C相引出同轴电缆的线芯与护套接反,导致C相电源侧与负荷侧反接,破坏了正常的交叉互联系统电气接线。
1.3 运行阶段应注意的问题
1.3.1 运行部门应加强电缆线路负荷和温度的检(监)测,防止过负荷运行,多条并联的电缆应分别进行测量。北京橡套电缆厂家巡视过程中应检测电缆附件、接地系统等的关键接点的温度。
电缆运行温度与负荷密切相关,但仅仅检查负荷并不能保证电缆不过热,所以**检查电缆表面实际温度,以确定电缆有无过热现象。线路的额定载流量和环境温度密切相关,测负荷时应测量环境温度。
多条并联的电缆应分别进行测量,因为多条电缆并列运行时会出现负荷分配严重不均的现象,总负荷未超限,但其中一条可能因负荷分布不均已过载。
电缆线路原则上不允许过负荷,过负荷将缩短电缆的使用寿命,造成导体接点的损坏,或是造成终端外部接点的损坏,或是导致电缆绝缘过热,进而造成固体绝缘变形,降低绝缘水平,加速绝缘老化;过负荷还可能会使金属铅护套发生龟裂现象,使电缆终端和接头外保护盒胀裂(因为灌注在盒内的沥青绝缘胶受热膨胀所致)。
电缆附件、接地系统的关键接点在长期负荷和故障电流的影响下,发生问题概率较大。在线路发生故障时,接点处流过故障电流,更会烧断接点,因此在不停电条件下测量接点温度,是检查接点状况的有效措施。
实际案例:
[案例]2001年,某公司发现一220kV电缆线路终端头局部发热不均,经停电拆检发现套管底部的硅油内已有黑色沉淀物。经过处理有效地避免了一次运行故障。
1.3.2 严禁金属护层不接地运行。应严格按照运行规程巡检接地端子、过电压限制元件,发现问题应及时处理。
统包电缆线路的金属屏蔽和铠装应在电缆线路两端直接接地,电缆具有塑料内衬层或隔离套时,金属屏蔽层和铠装层应分别引出接地线,且两者之间宜采取绝缘措施。单芯电缆金属屏蔽(金属套)在线路上至少有一点直接接地,任一点非直接接地处的正常感应电压应符合:采取能防止人员任意接触金属屏蔽(金属套)的***措施时,在满载情况下不得大于300V;未采取能防止人员任意接触金属屏蔽(金属套)的***措施时,在满载情况下不得大于50V。
1.3.3 运行部门应开展电缆线路状态评价,对异常状态和严重状态的电缆线路应及时检修。
开展电缆线路状态评价,可及时反映出设备性能参量的优劣情况,设备当前各种技术性能综合评价结果。电缆线路的状态参量以查阅资料、带电检测、巡视检查和在线监测等方式获取。对于自身存在缺陷和隐患的电缆线路,应加强跟踪监视,增加带电检测频次,及时掌握隐患和缺陷的发展状况,采取有效的防范措施。有条件时可对重要电缆线路开展接地电流、电缆表面温度和局部放电等项目的状态监测。
异常状态指设备的一个或几个特征状态参量超过标准限值,并且几个一般状态参量明显异常,北京橡套电缆厂家已影响设备的性能指标或可能发展成重大异常状态,设备仍能继续运行。严重状态指设备的一个或几个状态参量严重超出标准或严重异常,设备只能短期运行或立即停运。否则,随时可能造成设备损坏、人身伤亡、大面积停电、火灾等事故,因此针对异常状态和严重状态的电缆线路应及时检修。
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