220kV電纜終端故障分析及防范措施

220kV電纜終端故障分析及防范措施摘要：現(xiàn)階段我國全社會(huì)用電量逐年增長，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得日益復(fù)雜。但低成本的蜘蛛網(wǎng)式的架空線不僅影響城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，也會(huì)給城市市容造成一定的負(fù)面影響，為加快城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程，提高土地資源利用率，由電纜入地工程代替架空線是現(xiàn)代化城市建設(shè)的必然趨勢(shì)。電纜敷設(shè)在地下，具有不占地面空間和維護(hù)費(fèi)用較少的優(yōu)點(diǎn)，但隨著電纜的大量投運(yùn)，電纜安裝工藝等因素所導(dǎo)致的電纜線路故障也越來越多，本文以多年來從事電纜試驗(yàn)和搶修工作中遇到的故障問題為依據(jù)，對(duì)導(dǎo)致高壓電纜故障的原因做簡要分析。關(guān)鍵詞：220kV；電纜終端；故障分析；防范措施引言：隨著國家的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，所需求的電力也相應(yīng)的提升，在電力的傳輸及電網(wǎng)的布局過程中高壓電纜的處理顯得尤為重要。在電力傳輸過程中高壓電纜是電力系統(tǒng)輸變電網(wǎng)絡(luò)中的核心裝備，具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，所以在電力傳輸系統(tǒng)中有著比較高的地位。電纜的故障會(huì)導(dǎo)致整條線路甚至整個(gè)電網(wǎng)區(qū)域的癱瘓，所以高壓電力電纜的故障排查與防護(hù)是目前的主要任務(wù)。1220kV高壓電力電纜故障的分析1.1高壓電纜中問題的概括電力工程中常見的問題是輸電線路老化，由于高壓電纜一部分埋藏于土中，不可避免土壤中的微生物對(duì)其分解或者腐蝕，又或者一些動(dòng)物或者人為因素導(dǎo)致電纜的破壞，導(dǎo)致護(hù)層破壞而暴露出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，久而久之介質(zhì)的損耗增大。又有一部分高壓電力電纜在高空中，有時(shí)候可能會(huì)遭到電擊，電壓過高產(chǎn)生諧波振動(dòng)或者輸出電壓超出標(biāo)準(zhǔn)額定范圍，也會(huì)對(duì)電纜有所影響。其中大部分電纜終端的損壞都是由諧振運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的。高壓電力電纜的接頭作業(yè)出現(xiàn)問題。交聯(lián)線芯未在絕對(duì)密封的空間內(nèi)進(jìn)行切削、刮磨等一系列的操作使其表面覆蓋灰塵。制作終端接頭時(shí)環(huán)境不密封，工藝不標(biāo)準(zhǔn)，由于操作原因使其放電。在高壓電纜接頭制作的操作環(huán)境中濕度過高，引起絕緣層的保護(hù)作用下降。電氣工程中不可避免的散熱問題。溫度升高導(dǎo)致導(dǎo)體的阻值升高，電力傳輸?shù)男蚀蟠蠼档?。因此造成絕緣層破壞，加劇了電纜的損壞。導(dǎo)致高壓電纜的溫度升高的原因有很多，電力電纜過熱會(huì)極大地影響電力的傳輸能力。有些電纜敷設(shè)密集的地方導(dǎo)致電路過載，局部表面難以散熱，對(duì)于穿管敷設(shè)的電纜也容易導(dǎo)致局部過熱的問題，從而導(dǎo)致絕緣層的破壞。此外由于在電纜周圍的空氣流通性不好，局部滯留的空氣受電壓過高而溫度不斷升高，導(dǎo)致絕緣層的老化，甚至碳化?？偨Y(jié)來說電纜電壓要嚴(yán)格遵守規(guī)定，超負(fù)荷運(yùn)行并不能使得電力高效傳輸，只會(huì)導(dǎo)致熱量無法散失，引起絕緣層的損壞。因?yàn)樵陔娎|設(shè)計(jì)過程中早已經(jīng)考慮到熱量的問題，所以在電纜周圍已經(jīng)設(shè)計(jì)好熱量散失的途徑，只要不超所定規(guī)格就不會(huì)出現(xiàn)這些問題。如果電壓長期滿負(fù)荷也會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)絕緣層的老化、碳化等問題，經(jīng)過長期的溫度積累會(huì)產(chǎn)生惡性循環(huán)，然后在高溫高壓條件會(huì)導(dǎo)致電壓擊穿空氣、形成火災(zāi)。1.2220kV高壓電纜中問題具體分析我國高壓電力電纜的導(dǎo)體一般是銅芯，在導(dǎo)電以及導(dǎo)熱性能方面都有不錯(cuò)的體現(xiàn)，但是長期在滿負(fù)荷條件下也會(huì)有散熱不及時(shí)的情況，可能會(huì)導(dǎo)致絕緣老化及鉛包鼓脹等問題，從而發(fā)生惡性循環(huán)使熱量的無法散失，致使電纜發(fā)生擊穿。諧波振動(dòng)的產(chǎn)生導(dǎo)致?lián)舸?，因?yàn)橹C波振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)弧光的接地現(xiàn)象的產(chǎn)生，頻繁的弧光現(xiàn)象導(dǎo)致電壓的反復(fù)增幅變化使得絕緣層不同程度的損傷，最后擊穿絕緣層損壞電纜終端或者中間接頭。高壓電纜終端頭以及導(dǎo)體的制作工藝也影響著電纜的性能，電纜導(dǎo)體由若干條導(dǎo)體纏繞形成，如果工藝設(shè)計(jì)或者在安裝環(huán)境中出現(xiàn)差錯(cuò)就會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)體之間形成空隙，空隙的產(chǎn)生意味著兩條導(dǎo)電的導(dǎo)體之間產(chǎn)生磁場(chǎng)并進(jìn)而形成電容，導(dǎo)體之間的氣隙在高壓情況會(huì)被電離。并且長期的電離會(huì)導(dǎo)致終端的損壞，還有長期的對(duì)地放電也會(huì)影響終端的壽命。2電纜終端故障防范措施建議2.1全面排查鉛封情況結(jié)合停電打開所有直立式充油電纜終端尾管進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查鋁護(hù)套有無腐蝕、尾管與鋁護(hù)套鉛封是否存在虛焊、鉛封不牢等情況。為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，將“以預(yù)防為主”作為指導(dǎo)方針，對(duì)存在問題的尾管進(jìn)行修復(fù)并增加外置銅連接線。2.2加強(qiáng)測(cè)溫預(yù)控加強(qiáng)日常巡視，重點(diǎn)關(guān)注電纜終端的運(yùn)行情況。利用紅外測(cè)溫、或者電纜局放等相應(yīng)的檢測(cè)手段進(jìn)行測(cè)試。必要時(shí)對(duì)所有戶外電纜終端進(jìn)行一次夜晚紅外測(cè)溫，著重觀察應(yīng)力錐和尾管末端位置是否存在發(fā)熱情況。2.3注重電纜試驗(yàn)建議參照IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，通過逐步提高220kV電纜測(cè)試參數(shù)的手段來充分暴露電纜線路中可能存在的質(zhì)量問題和絕緣缺陷，如提高交流耐壓的試驗(yàn)電壓和延長耐壓時(shí)間。在沒有相應(yīng)設(shè)備的條件下，可以采用24h空載運(yùn)行的方式。2.4電纜終端質(zhì)量控制電纜質(zhì)量的控制，應(yīng)在采購階段充分了解廠家的技術(shù)特點(diǎn)及電纜終端的基本參數(shù)，選擇合適電纜終端的同時(shí)確保電纜終端工藝達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)附件材料的發(fā)貨、到貨驗(yàn)收環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)和記錄，將電纜終端質(zhì)量控制關(guān)口前移，一旦發(fā)生差錯(cuò)，必須查清原因并妥善處理。2.5加強(qiáng)對(duì)安裝過程中關(guān)鍵工藝的監(jiān)管安裝過程中關(guān)鍵工藝的監(jiān)管機(jī)制：規(guī)范完善電纜附件安裝工藝監(jiān)管機(jī)制，特別是在電纜附件安裝環(huán)節(jié)施工期間，要安排人員到場(chǎng)監(jiān)督，嚴(yán)格把關(guān)隱蔽環(huán)節(jié)工程的施工質(zhì)量；安裝過程中，要特別注意現(xiàn)場(chǎng)安裝制作的客觀環(huán)境條件。對(duì)于環(huán)境不符合作業(yè)要求的，尤其是惡劣條件下，必須禁止施工作業(yè)，如大風(fēng)、陰雨、灰塵較大、濕度較高時(shí)。另外，一定要切實(shí)保障電纜頭的干燥、清潔度等；安裝制作須由有操作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行，為有效避免人為差錯(cuò)，須嚴(yán)格校對(duì)和審核具體的電纜終端施工作業(yè)指導(dǎo)書或質(zhì)量檢查控制卡，安裝過程中的關(guān)鍵工序和尺寸應(yīng)專門指定施工人員監(jiān)督和復(fù)核。安裝過程中關(guān)鍵安裝工藝的質(zhì)量監(jiān)管以下幾個(gè)關(guān)鍵工序和尺寸需嚴(yán)格把關(guān)：做好拍照記錄，尾管拆除過程應(yīng)拍照記錄，每一步驟均拍照，尾管拆開后應(yīng)通知相關(guān)人員，待確認(rèn)尾管接地情況后才可以修復(fù)；檢查和維修關(guān)鍵工序，打開電纜終端尾管檢查銅編織帶焊接是否牢靠，鋁護(hù)套是否腐蝕，如銅編織帶焊接牢靠，鋁護(hù)套無腐蝕，先用環(huán)氧泥填充焊接非均勻部分，再用防水帶重新半重疊繞包密封（繞包4層，上下各2次），防水帶外面用PVC帶保護(hù)（半重疊繞包2層，上下各1次）。如銅編織帶焊接不牢靠，將尾管及鋁護(hù)套清理干凈后重新焊接；如鋁護(hù)套有腐蝕則用銅網(wǎng)繞包覆蓋腐蝕段鋁護(hù)套，然后用環(huán)氧泥填充焊接非均勻部分，再用防水帶重新半重疊繞包密封（繞包4層，上下各2次），防水帶外面用PVC帶保護(hù)（半重疊繞包2層，上下各1次）。此外，應(yīng)注意焊接時(shí)間。電纜金屬鋁護(hù)套引線焊接時(shí)的焊接時(shí)間不能超過30min，溫度控制在焊條熔點(diǎn)，焊接后應(yīng)采取降溫措施，防止金屬鋁護(hù)套燙傷電纜半導(dǎo)體，接地引線或接地塊焊接牢固完整一體。3結(jié)束語高壓電力電纜的處理主要控制其環(huán)境的因素，最主要就是熱量的控制，如果溫度過高對(duì)整個(gè)電纜影響都是非常大的，對(duì)于電壓來說，不能過載運(yùn)行，也不能長期滿負(fù)荷運(yùn)行。電纜接頭的過程也要保持嚴(yán)謹(jǐn)，控制好每個(gè)因素的影響，比如濕度及空間的處理都是比較重要的。日常對(duì)于電纜數(shù)據(jù)的波動(dòng)也要做好記錄，并且對(duì)其波動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)將要發(fā)生的變化并建立相應(yīng)的對(duì)策措施。電纜接頭以及導(dǎo)體的處理技術(shù)、制造工藝需要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。高壓電力電纜的故障對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全可靠地運(yùn)行有著極大的影響