電纜閃絡(luò)性故障查找及分析

電纜閃絡(luò)性故障查找及分析

Summary：該文通過熱電廠35kv生活一線327線路接地故障，分析對于架空線和電纜混合線路的查找步驟和方法，并結(jié)合當下地埋電力電纜故障類型分析、地埋電力電纜常見故障原因分析為依據(jù),提出今后對于此類型故障查找方向。并從加強電力電纜安全運行管理提出自己見解Keys：電纜接地水樹枝閃絡(luò)性故障一.前言電力電纜故障主要是因為電纜及其附件的絕緣損壞壞而引，絕緣損壞的主要原因有：電纜自身缺陷、外力機械損傷、外部環(huán)境影響、電纜中間頭終端頭制作工藝不規(guī)范等。一般故障的類型大體上分為兩大類：低阻故障、高阻故障。低阻故障主要為短路、開路和斷路故障；高阻故障主要為泄漏故障和閃絡(luò)性故障。電力電纜具有敷設(shè)方便、安全可靠、耐用且維護量小等優(yōu)點，但對于直埋電纜，由于其處在密閉空間內(nèi)，不易從外觀檢查，在出現(xiàn)故障時比較難以定位和處理。特別是在潮濕環(huán)境中的電纜，外護套受損，或有中間接頭，極易造成電纜受潮，其表現(xiàn)形式即為高阻故障。二.故障情況熱電廠35kV系統(tǒng)屬于小電流接地系統(tǒng)，母線為六段（分別是35kVⅠ-Ⅳ,副母Ⅰ\Ⅱ段），主要結(jié)構(gòu)形式雙母單分段、分裂運行，承擔為上游化工裝置供電重任。7月18日16:38至16:4135KVⅢ段共發(fā)生4次非金屬性瞬間接地,每次持續(xù)時間約1秒，A相電壓低至13伏。選線裝置選為催裂化一線345線路單相接地。17:25檢查35KVⅢ段所屬設(shè)備均運行正常。7月19日電廠開會討論Ⅲ段檢查方案，優(yōu)先排查345線路，345線路檢查、試驗合格，安排復(fù)役。7月20日17:47-18:4735KVIII段再次發(fā)生3次非金屬性瞬間接地，持續(xù)時間約1秒鐘，A相電壓低至12V.選線裝置選線為生活一線327，檢查系統(tǒng)均正常。7月21日上午為排查生活一線327是否確有接地發(fā)生，將其通過付母轉(zhuǎn)倒至35kVI段運行。上午10:2535kVI段A相接地報警，系統(tǒng)有閃絡(luò)性接地，隨即327線路跳閘。圖

135KV系統(tǒng)圖（

I段、III段）7月22日凌晨03:30分生活一線327線路各項檢查、試驗正常，05:21線路轉(zhuǎn)空載考驗。帶負荷后，上午12:48，III段A相再次發(fā)生接地，判斷327線路A相真正的薄弱點未找到。本次發(fā)生電纜閃絡(luò)性故障線路生活一線327是電廠供生活區(qū)線路，電壓等級35kV,為架空線和電纜混合線路，整條線路長約5.5公里，分為五段，電廠35kV母線至沿河路#1塔，#6塔至#7塔，#10塔至生活區(qū)總降為電纜，型號：YJLV-26/35-1*240，#1塔至#6塔、#7塔至#10塔為架空導(dǎo)線，型號：LGJ-150。三.電纜故障點查找過程3.1生活一線327跳閘原因分析生活一線327故障跳閘，原因是異地短路，7月21日上午327轉(zhuǎn)移至35kVI段運行，生活一線327A相發(fā)生瞬間接地故障后，造成35kVI段A相母線接地，B相母線電壓升高至74V（26kV）。35kVI段線路聚丙烯一線317對側(cè)開關(guān)柜內(nèi)B相存在薄弱點，在接地一個周波后B相被擊穿，系統(tǒng)發(fā)生異地A\B兩相短路，短路電流4600A。3.2故障查找3

5KVⅢ段瞬間接地因327跳閘可以判斷，327就是接地線路。因此首先對0#至10#塔架空線進行了巡線，9#塔處有一顆核桃樹樹梢已經(jīng)超過架空線，且有放電痕跡，為疑似故障點。有威脅線路安全運行的隱患。對此棵核桃樹進行了砍伐，消除了疑似點。然后測量電纜絕緣電阻。3段電纜絕緣阻值均在45000-100000MW，耐壓試驗合格，架空線絕緣均在200MW以上，從3段電纜、2段架空線絕緣電阻測試數(shù)據(jù)來看，符合要求。遂對線路進行恢復(fù)，電纜投運后轉(zhuǎn)空載考驗。圖2生活一線327架空線處核桃樹22日空載考驗結(jié)束，電纜帶負荷運行后，又接連發(fā)生單相接地報警。對架空線路進行巡查，發(fā)現(xiàn)10#鐵塔A相電纜抱箍處與電纜屏蔽間有放電現(xiàn)象。當生活一線327電纜停電交出檢修后，電纜檢修人員剝開電纜外護套發(fā)現(xiàn)只是電纜屏蔽層有放電痕跡，電纜主絕緣完好，無放電點，可以判斷電纜屏蔽層放電痕跡處不是故障點。這時，復(fù)測A相電纜絕緣，從原先45000MW下降為100MW，判斷此段電纜依然存在異常，安排耐壓試驗，升壓到8KV發(fā)生擊穿。經(jīng)過電纜測距和定點，用定點儀聽到了電纜故障的放電點。此放電點處經(jīng)開挖有一個電纜中間接頭，經(jīng)檢查電纜中間接頭除屏蔽層發(fā)黑外，并沒有出現(xiàn)主絕緣損壞現(xiàn)象，說明此電纜中間頭不是真正的故障點。圖

3電纜中間接頭除屏蔽層發(fā)黑重新用試驗定位，發(fā)現(xiàn)原故障定位區(qū)域無放電聲，測線路絕緣恢復(fù)45000MW在進行耐壓試驗，試驗通過。反復(fù)多次，沒有結(jié)構(gòu)。后考慮此區(qū)域還有一電纜終端頭，鑒于此情況，出問題的概率非常大，遂安排開挖尋找。挖出后的電纜頭，屏蔽層拉放電痕跡嚴重，有灼燒。后對電纜中間頭解體，發(fā)現(xiàn)應(yīng)力錐內(nèi)部積水，真正的故障點就是它。圖2電纜A相故障圖片四.關(guān)于本次電纜故障查找問題思考此次電纜閃絡(luò)性故障現(xiàn)象、故障查找難度在電廠外供電纜故障記錄未曾發(fā)生。多次發(fā)生瞬間接地，線路停運測絕緣、耐壓試驗，數(shù)據(jù)均符合要求，甚至冒系統(tǒng)風險通過運行方式調(diào)整進行故障線路甄別。從對電纜中間頭解剖看：此區(qū)域電纜中間頭主絕緣完好，僅是屏蔽層有放電發(fā)黑跡象，應(yīng)是異地短路電流流過痕跡。如果沒有317線路B相存在薄弱點，當生活一線327線路轉(zhuǎn)移到I段母線后A相閃絡(luò)性接地情，系統(tǒng)B相電壓抬高，將317線路B相薄弱點擊穿，兩線路發(fā)生異地短路故障，327線路跳閘，那么系統(tǒng)的A相接地閃絡(luò)接地會持續(xù)出現(xiàn)，故障查找異常困難。4.1如何形成閃絡(luò)性故障此電纜中間頭為今年1月9日327線路接地故障新做電纜頭，當時故障一原因是此處有生活區(qū)供熱管線，管線有泄露，將電纜烘烤損壞，電纜出現(xiàn)故障。重新制作的電纜頭因防高溫水汽能力不強，再次受到高溫水汽影響，電纜中間頭和電纜絕緣層受熱膨脹，造成應(yīng)力錐和電纜外絕緣結(jié)合面過度伸展，內(nèi)部產(chǎn)生氣隙。這些氣隙在電場的作用下發(fā)生游離，水汽從電纜中間頭的應(yīng)力錐和電纜外絕緣結(jié)合面進入，此電纜屏蔽層一段接地，一端通過護層保護器接地，導(dǎo)致電纜線芯通過水與外屏蔽層、過電壓保護器一期形成高阻接地故障，引發(fā)電纜間歇性接地故障。

圖3電纜中間頭示意圖及滲水路徑4.2故障查找時，為什么找不到故障點。在故障查找過程中，利用電纜的故障探測脈沖法：高壓直流對電容器充電，達到一定電壓后經(jīng)過球間隙向故障點放電。當故障點放電時，產(chǎn)生機械振動，如果在附近地面上用拾音器收聽，可聽到放電的聲音。音響最大處即是實際故障點。但本次查找過程中，試驗時測試絕緣電阻為100000MW，升壓至38KV時發(fā)生閃絡(luò)性故障。絕緣電阻在500-100000MW之間波動，進行直流測試時，電纜無法放電，電纜故障尋找工作不具備條件。此時直流相當于電焊機，在對電纜中間頭應(yīng)力錐和電纜外絕緣結(jié)合面放電，產(chǎn)生熱量，恰恰對此處水汽進行了烘干，導(dǎo)致電纜絕緣時好時壞。后一直用直流灼燒，電纜故障點仍不能進行放電。后不停的用直流“燒”，然后冷卻，加劇故障點絕緣破壞，最終使得此處故障點絕緣擊穿，經(jīng)過挖土找到了電纜試驗時的擊穿點，為A相電纜1月9日故障時制作的電纜中間接頭進水。五.電纜管理建議在日常運行中需要加大對電纜管理的力度，避免因電纜故障導(dǎo)致系統(tǒng)波動。除按照有關(guān)規(guī)定進行定期檢查之外,還要從電纜基礎(chǔ)臺賬建立，試驗數(shù)據(jù)對比分析以及技術(shù)和施工方法的創(chuàng)新等方面全方位的管理，確保電纜穩(wěn)定運行。日?；A(chǔ)臺賬的整理：如電纜走向圖，故障記錄、中間接頭記錄?；A(chǔ)臺賬在電纜故障時判斷其同橋盒內(nèi)是否有其它回路電纜，可以提前做好相應(yīng)回路的應(yīng)急預(yù)案。同時之前的故障記錄也可以為本次故障提供參考，進而對整回路電纜做健康評估；日常檢修數(shù)據(jù)記錄及對比分析：主要是電纜絕緣數(shù)據(jù)、耐壓數(shù)據(jù)、屏蔽層數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)可以縱向比較，通過數(shù)據(jù)對比分析，在一定程度上可以提前預(yù)判電纜運行狀況。技術(shù)和施工方法的創(chuàng)新；冷縮電纜中間頭具有體積小，安裝工藝簡單、便捷，無需專用工具，無需動火，被廣泛應(yīng)用，但從幾次故障看，冷縮電纜頭存在防水性能較弱，使用年限短等問題，需要重新對比電纜中間頭制