高壓電纜的安全技術與應用

時間:2010-03-10 09:52 來源:未知

中國石化儀征化纖股份公司動力生產中心，負責公司範圍內供電電網的管理。該供電電網中，10 kV電網主要由電纜線路組成，總長度約253 km。為了加強電纜的安全管理，動力生產中心采用了各種管理、技術措施，但仍發生了由於油浸紙絕緣電纜本體接地或相間短路引起的爆炸事故。通過調研，筆者認為在電纜管理方麵應注意以下問題。

1 按現場實際選用電纜型式
10年前，公司的10 kV高壓電纜都選用鋁芯油浸紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝麻被電力電纜，型號為ZLQ21型。油紙絕緣電纜具有優良的電氣性能，使用曆史悠久，電纜、附件和電纜頭的製作工藝等都很成熟，它適宜敷設在土壤中，能承受一定的機械外力，但不能承受大的拉力，且敷設時不允許有超過15 m的落差和15D的彎曲半徑。

近年來，國內電纜用戶對便於運行維護的交聯聚乙烯電纜產生了濃厚的興趣，專家也在DL401-91《高壓電纜選用導則》中建議，對6～110 kV電網通過技術經濟比較後，可因地製宜采用交聯電纜。

從儀化近20年的電纜運行和目前國內電纜的使用情況來看，筆者認為：在非高落差、小拐徑的地段使用油浸紙絕緣電纜比交聯電纜更合理。因為油浸紙絕緣電纜的平均使用壽命可達30～50年(上海有的油浸紙絕緣電纜已運行了100多年)，而交聯電纜可能在10年左右就出現故障率上升。實踐證明，油浸紙絕緣電纜的運行壽命及電氣性能在一定程度上要優於交聯電纜。

2 電纜附件的選用應該更注意性價比

從目前國內使用情況來看，熱縮及澆鑄式電纜頭對油浸紙電纜來說更合適，但這2種電纜頭的製作工藝複雜，對製作人員的技術水平、製作經驗都有較高要求，並且對製作環境也有一定的要求。

冷縮頭由於采用矽橡膠材料，製作過程中不需動火，工序簡便，適合於電纜隧道、電纜層等相對密閉的空間，近年來也成為電纜附件的首選。但對於一些對泄漏和輻射要求高的單位，通常不考慮冷縮式電纜頭。對比3種產品的價格，冷縮頭是熱縮或澆注式電纜頭的7～10倍。

基於上述原因，筆者認為在投資項目中，電纜附件應以熱縮或澆注式電纜頭為主。搶修中可考慮部分冷縮頭，以節省時間，盡快恢複送電。但有一個問題不能回避，那就是要加強對電纜頭製作工藝的再培訓和製作人員水平的提高，因為電纜頭製作工藝質量沒有保證，也會成為供電網絡安全的另一個隱患。

3 改變電纜試驗方式

4年前，中石化在全公司提出了狀態檢修的設備管理要求，這種檢修方式對於電纜這種非轉動類設備有一定的難度。由於缺乏在線監測手段，隻能通過電纜的定期試驗來判斷其健康狀況。按照DL/T 596-1996《電力設備預防性試驗規程》，油浸紙絕緣電纜的試驗項目有：絕緣電阻和直流耐壓試驗。對於交聯電纜隻完成絕緣電阻的測試。由於初期建設中選用的電纜附件受製作工藝的限製，我們一般隻能做電纜主絕緣的絕緣電阻試驗，對電纜外護套絕緣電阻和內襯層絕緣電阻都未能測試，這也給交聯電纜預防性試驗帶來了漏洞。

(1) 動力生產中心2003年的3次非計劃停車中，都是由於型號為ZLQ21的油浸紙絕緣電纜落差段發生接地短路後爆炸引起的，這些出故障的電纜都按原電力工業部發布的《電力設備預防性試驗規程》和儀征化纖股份有限公司彙編的《電力電纜維護檢修規程》，進行過1年1次的絕緣電阻和直流耐壓試驗。上述電纜，在2001—2003年的預防性試驗中，數據都符合要求，2003-09-16電纜本體爆炸後重做了電纜頭，試驗也符合標準，但在其後不久又發生了電纜本體爆炸。從預防性試驗數據來看，電纜泄漏電流、絕緣電阻均符合標準，但在檢修周期內，仍發生電纜本體短路爆炸事故，可見電纜試驗標準還有待進一步改進完善，提高其有效性。

(2) 電纜預防性試驗肯定會對電纜造成損傷，但放棄預防性試驗也不是好的管理方法。如果能利用熱敏或其它原理對電纜進行在線監測，並根據監測結果和電纜的負荷量、敷設環境、電纜上次試驗狀況等情況進行綜合評估後，實行狀態試驗，對狀況不好的提高試驗電壓值，對整體情況良好的，在保證電纜不受外力損傷的前提下，將檢修周期延長3～5年，也許是更好的方法。

(3) 交聯電纜的絕緣是由添加交聯劑的熱塑性塑料擠包、交聯製成的。在直流電場的空間電荷作用下，其絕緣性能會加速劣化，使用壽命會縮短。近幾年電纜行業已對此逐漸達成共識，因此對於新投運或重做電纜頭後的交聯電纜應優先采用交流試驗方法。采用這種方法試驗時，輸出的正弦電壓波形接近電纜的運行工況，試驗電壓值低於直流耐壓試驗值，且在測試中不會使有害的空間電荷注入絕緣材料。同時，可以無損傷地探測到電纜、電纜接頭及施工工藝的缺陷，對絕緣介質中的電樹枝、水樹枝放電狀況有所改善，保證電纜的正常使用壽命。但交流耐壓試驗無法及時發現製造過程中產生的微小氣隙及安裝中存在的微小絕緣擠壓受損缺陷。這些缺陷都會在日後的運行中逐漸發展而威脅設備的安全運行，因此在交接試驗中引入局部放電的測量是可以考慮的。

(4) 公司在安全隱患治理項目中，對部分運行時間長、狀況較差的油浸紙絕緣電纜進行了改造。具體的改造方案就是，截掉電纜兩終端附近存在落差的薄弱環節，采用環氧樹脂澆注式或熱縮式中間頭對接，落差部分選用ZLQD22-8.7/10型不滴流油紙絕緣電纜。

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