一起因电缆损伤造成的机组停运事故分析

2017-04-12田翠峰李小煜田建勇

电力安全技术 2017年10期

关键词：河南电缆发电

田翠峰，李小煜，田建勇

(1.国家电投集团河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南平顶山 467023；2.国家电投集团河南电力有限公司，河南郑州 450001；3.国家电投集团河南发电有限公司开封发电分公司，河南开封 475104)

一起因电缆损伤造成的机组停运事故分析

田翠峰1，李小煜2，田建勇3

针对一起因引风机动叶调节馈信号电缆受损接地造成的机组停运事故，分析了电缆损伤的直接原因、根本原因和诱因，提出电缆防落物砸损、防外力损伤、防水浸等8项防护措施，以提升机组设备的可靠性。

引风机；电缆损伤；接地；防护措施

0 引言

电缆作为发电企业设备电力传递和信号传输的重要通道，具有种类多、数量大、应用范围广的特点，若作为发电生产中的一类设备进行评价，其性能与可靠性要求不应低于汽轮机、锅炉等主机设备。

1 事故经过

某发电公司机组运行期间，由于一台引风机进行故障检修，造成单引风机运行。运行中的引风机在突然出现动叶调节反馈由74 %突降到0后，开始无规则跳变。在动调控制失效，闭锁动叶手动操作后，引风机电流快速上升，炉膛负压持续增大，导致引风机过负荷跳闸，“引风机全停”信号触发锅炉MFT(main fuel trip，主燃料跳闸)动作。

经检查，运行引风机动调反馈密封箱上的人孔门在运行期间破裂掉落，砸中动调反馈信号电缆，导致电缆外部绝缘破损，金属导线部分裸露与穿地管接触，反馈信号回路接地。由于现场振动及密封风吹扫影响，线缆存在一定幅度的摆动，不时接触穿线管而出现间歇性接地，导致信号跳变、引风机动调控制失灵，造成引风机跳闸、锅炉MFT。

2 电缆损伤原因分析

就本次事故来看，机组停运主要是由动调反馈电缆损伤引起的，而造成动调反馈电缆损伤的因素是多方面的。

2.1 直接原因

人孔门掉落是电缆损伤的直接原因。人孔门由于本身质量原因在运行中发生破裂掉落并砸中动调反馈电缆的情况，属于小概率事件，但也暴露出设备管理中存在的不足：未能及时发现和处理存在的隐患和风险，造成故障的扩大化。

2.2 根本原因

未能采取有效的防砸措施是电缆损伤的根本原因。在发电企业，因高空坠物或者检修作业等导致重物砸击造成设备损伤的事故多有发生。在本次事故中，掉落的人孔门位于动调反馈密封箱正上方，电缆从密封箱引出后，通过蛇皮保护套管进入镀锌保护穿地管，在密封箱至镀锌穿地管间无任何防砸措施。该段电缆缺乏抵御坠物、重物砸击的手段。

2.3 诱因

电缆敷设工艺不当造成电缆劣化是电缆损伤的诱因。在本次事故调查过程中发现：

(1) 存在密封风和烟气进入密封箱的现象，使该段电缆长期工作在高温环境下；

(2) 动调反馈电缆未能进行有效防护和固定，存在随振动摆动的现象，且电缆外部绝缘层在事故发生前已存在一定程度的脆化和磨损；

(3) 该段电缆因余量不足存在受力，使其倒向接口处；

(4) 动调反馈电缆进入穿地管接口处内壁毛刺处理不彻底，在电缆外绝缘层受损的情况下，产生类似锯条效应，加剧了电缆受损程度。

3 电缆防护措施

由于电厂设备的电源电压等级不同、安装场地分散、信号类型多种多样，造成电缆具有类型繁多、数量庞大和使用环境复杂的特点。根据电缆的实际特点和工作环境，采取有针对性的防护措施是非常有必要的。

3.1 防落物砸损

发电企业设备布局呈立体式结构，维护和检修工作往往存在交叉作业，高空坠物和重物掉落发生频次较高。除了要求对高空布置的设备做好防坠落以及人员作业期间防落物的措施外，还可通过在电缆上方安装防护装置或者改变电缆走向的方法来降低电缆因落物造成损伤的可能性。

3.2 防外力损伤

电缆外力损伤主要是指其在安装和使用期间，因施工工艺欠缺或者现场环境限制，造成的电缆性能受损。如施工过程中电缆转弯角度过大造成电缆内部受到机械损伤，或者在敷设过程中发生外部绝缘层与尖锐物品接触而受损。通过加强施工过程和验收管控，可以降低电缆受外力损伤的可能性。

3.3 防水浸

发电企业电缆种类众多，外绝缘层基本都采用聚氯乙烯，具有一定的防水性能。但若长时间带电浸泡在水中，会因受潮而使绝缘性能下降；还会因电缆自身发热造成内外部温度差大而加快电缆绝缘劣化的进程。因此，应排除电缆周围的积水，保证电缆工作环境干燥。

3.4 防火

电缆敷设具有一定的聚集性，一旦局部电缆着火，可能沿电缆迅速蔓延，危及所连接发电设备，因此，采取防火措施是必要的。当前发电企业防止电缆失火的主要措施包括：设计阶段选用阻燃电缆和防火电缆托架；施工中在电缆关键部位外部喷涂防火材料；在电缆隧道、夹层出口等处增设防火隔墙或防火挡板；架空电缆应尽可能避开油管道、防爆门等区域或采取局部穿管及隔热防火的措施。

3.5 防高温环境

由于受生产工艺影响，发电企业部分区域环境温度较高，一般采取敷设保温材料对电缆进行防护，但可能出现部分保温失效或者因局部蒸汽泄漏点造成电缆工作区域内环境温度偏高。电缆结构形式决定了其不具备防护高温高压介质冲刷的能力，因此做好电缆与高温环境隔离措施是降低电缆损毁的关键之一。

3.6 防磨损

发电企业主要设备工作时均存在一定程度的振动，电缆敷设过程中要做好必要的防磨损措施。要预留足够的电缆裕量，防止电缆因受到附加应力作用而与刚性物体发生磨擦；采取必要的固定措施，防止在设备运行过程中电缆与设备接触部位发生磨擦；对电缆弯曲处的防护设施进行打磨，削弱毛刺及细小凸起对电缆的磨损等，可以有效避免电缆外部磨损。

3.7 防极端天气

在雷暴、大风、极寒等异常天气状况下，室外布置的电缆可能受到雷击、强电流窜入，或发生大幅度舞动及覆冰，易造成电缆击穿、断落或者短路事故的发生。为应对极端天气对电缆的危害，应采取有效防雷措施，确保接地网性能良好、屏蔽层单端接地，增加基础支撑以减小电缆悬空距离，建立恶劣天气快速响应应急机制，将极端天气对电缆的损伤降低到最小程度。

3.8 定期检查和检测

强化定期检查和检测等运行维护措施，确保电缆的良好性能。通过外观检查来辨识电缆健康质量状况，及时发现电缆鼓包、外部损伤等问题。另外，考虑到部分电缆损伤时伤口细小且隐蔽，不易通过肉眼进行辨识，可通过定期开展绝缘测试或接地测试等工作来确认电缆的劣化程度，对可能存在隐患或风险的电缆进行更换，确保电缆工作特性可控、在控。