某高压电缆施工中二次拖拽事故分析

2014-12-25杨宇

城市建设理论研究 2014年37期

摘要：在高压电缆实际施工过程中，由于施工单位未严格按照相关施工标准要求进行操作，可能会造成对于高压电缆造成损害，为日后运行留下隐患。本文分析了某高压电缆施工中的二次拖拽，造成单芯电缆空心事故的原因，并且进行了全面的分析总结及寻找处理方法。希望通过对此事故的分析，能对同类高压电缆线路的施工起到一定的借鉴作用。

关键词：高压电缆；施工事故；铝波纹护套

中图分类号：C35文献标识码： A

随着供电技术及城市电网的不断发展，采用高压电缆入地的方式已经被越来越多的城市采用。电缆输送的电能和电压等级也不断升高，由原来的10kV、35kV向110kV、220kV、500kV发展，随着高压电缆线路在供电中的地位不断提升，对电缆线路的安全性也不断提高。而高压输电线路是一项复杂而系统的工程，其中会遇到一些技术难题，如处理不当就会影响到电缆线路施工质量和安全，严重时会造成电缆输电线路故障。因此，对高压电缆施工中的技术难题进行总结和研究具有一定的实际意义。

1 事故概述

在某高压电缆线路施工中，现场监理与业主在现场旁站巡查某工作井电缆终端头制作时，发现该接头井Ⅰ回路C相电缆截断后为空芯（缺失导体、主绝缘）。继续往后（1#接头井侧）截断后，在4.2米处才发现正常电缆截面。发现上述事故后，单位相关人员到现场采集信息后召开事故分析处理会议，经过业主、监理、设计、施工、电缆厂家等各方人员根据施工情况分析，确认电缆端缺失导体、主绝缘的原因是由于制作电缆中间头的位置进行调整，故施工单位第二次对电缆进行拖曳时，未加装牵引头，而是使用钢丝网固定电缆的方式拖曳，使电缆铝护套及外护套受损拉长。

2 事故现场拖拽电缆伸长部分的分析

通过事故现场照片及锯断电缆，可以确定电缆伸长部分有以下几层，如图1：

图1电缆结构图

2.1 铝波纹护套

铝波纹护套主要作用是防水、热胀冷缩、抗弯曲压迫、承受短路电流、接地、屏蔽感应电压、对绝缘线芯起保护作。因此，金属护套必须具有良好的机械性能、耐腐蚀以及良好的密封性能和导电性能。

2.2 防腐隔离层

防腐隔离层主要作用是隔热防护、绝缘、防腐作用。

2.3 阻燃层

阻燃层主要作用是电缆万一失火，能够把燃烧限制在局部范围内，不产生蔓延，保住其他的各种设备，避免造成更大的损失。

2.4 石墨涂层

石墨涂层主要作用是耐腐蚀、导热、耐热、阻水、润滑、不易炭化。

通过以上各层用途的分析，每层都有比较重要的作用，阻燃层、石墨涂层和防腐隔离层通过对空心电缆的截剪可以保证其余正常电缆的运行。但铝波纹护套对整条电缆的接地、感应电压平衡及正序、零序电阻的平衡有着至关重要的作用，不得有损。

3 铝波纹护套的重要性

3.1电缆接地

本工程电缆采用两段完整的交叉互联接地，其主要好处在于能够延长单段电缆敷设长度，降低感应电压、降低建设成本、降低运行风险的作用，如采用直接接地设计，需沿电缆同管沟敷设回流线，一旦回流线断裂或被盗，将产生整条线路的短路跳闸。运行维护十分繁琐。采用交叉互联接地将利用铝波纹护套接地，有效解决断裂或被盗风险，减少维护量。

3.2感应电压

单芯电缆在在运行时，会产生感应电压，在满负荷情况下，未采取保护措施不得大于50V，采取保护措施不得大于300V，由于线路较长，两端及中间点接地不能满足设计规程要求，需采用交叉互联方式接地，这就需要系统最大的冲击电流累计作用20次，电缆金属护套不被损坏，如有断裂，会产生电缆接地电阻异常、电缆发热、接地箱短路、烧毁电缆外皮，最后电缆头爆裂。

3.3防水

铝波纹护套的防水主要为辅助作用，防止铝波纹护套内侧的阻水层腐蚀破裂，铝波纹护套破裂后水会渗透在阻水层和铝波纹护套之间，电缆长期运行会导致产生水树枝，水树枝会导致绝缘电阻下降，介质损耗增加。从而导致电性能和物理机械性能下降。

3.4 绝缘线芯的保护

铝波纹护套对电缆主绝缘起保护作用，主绝缘外形为近似圆，厚度为16mm（在电缆生产时会有偏心预留），如铝波纹护套变形会挤压主绝缘变形，导致电缆局部绝缘厚度不足，电缆长期运行有击穿电缆主绝缘的可能性。

通过分析上述观点可知，必须保证铝波纹护套在电缆运行前的完整性，如稍有破损，会造成巨大的损失及危害。

4电缆主绝缘变形和铝波纹护套完整性的确认

4.1 主绝缘变形的确认

根据事发经过可以得出电缆没有长距离拖拽，并且多数伸长电缆在穿管敷设，除活动井以外可以排除撞击的可能性，但有顶管转角挤压的可能。通过对电缆结构的布局能够看出铝波纹护套和主绝缘间有5mm的间隙，可以起到一定的缓冲作用，并且电缆制造会对主绝缘有一定的厚度预留。

正常情况下，铝波纹护套有缓冲外界压力的作用，在电缆受到挤压及撞击的时候，保护主绝缘不变形，现铝波纹护套已经拉直，无法用任何测试办法检验主绝缘是否变形。仅能用交接试验是否通过给予证明电缆能否投运。

4.2 铝波纹护套完整性的确认

根据电缆厂家对铝波纹护套拉伸系数的论述，可以得出，每百米拉伸长度为2m，现场共计有4.2 m空心电缆，就是说整条电缆已经拉伸铝波纹护套210 m左右,根据拖拽物理原理，电缆内部铝波纹护套不可能产生点状漏孔，但有产生拉裂的可能，如有裂痕会导致运行中加剧破损。

为保证铝波纹护套的完整性，需对电缆进行试验测试，通过充氮气于铝波纹护套和阻水层之间，压力0.4MPa，2小时。如充氮压力在规定时间内没有减小，可证明铝波纹护套没有破损。

5 防范高压电缆损伤的施工措施

5.1 电缆敷设前管道清理

在电缆敷设工作开始前，要对电缆沟、排管内壁进行彻底的清理，确保其中无杂物，以防管道中的石块、混凝土残渣等坚硬突出物对电缆造成损伤，影响电缆施工的质量和投运后的正常运行。特别是对预埋已久的管道，要加倍关注其是否干净，管道清理时可以将钢丝刷捆绑在牵引绳上，构成管道清理工具（如图１），对管道进行穿通清理，清理完毕后还要用管道探测仪检查管内是否存在异物。

5.2 电缆弯曲部位的处理

高压电缆线路的弯曲部位处理不当，容易导致电缆和管壁摩擦而损伤电缆。在电缆弯曲部位的处理上，应该尽可能控制其弯曲半径，使其不小于允许值，特别是电缆发生连续２次弯曲时，其弯曲半径Ｌ应满足下式要求：

式中，R为电缆允许的最小弯曲半径，GB50186-2006《电缆线路施工及验收规范》5.1.7节给出了详细的规定，一般情况下取20d（d为电缆的直径）；Ｘ为电缆连续２次弯曲所跨越的宽度。电缆连续２次弯曲允许弯曲半径如图２所示:

图2 电缆连续2此弯曲允许弯曲半径示意图

同时，在电缆敷设时还需要运用适当的辅助方法和工具（如设置适当数量的转弯滑轮等），以免对电缆造成机械损伤或磨损（如本次的电缆空心事故）。另外，在采用机械敷设电缆的过程中，电缆容易发生扭曲，而与管壁发生摩擦造成损伤。为防止扭曲的发生，应在牵引绳与牵引头或网套之间装设具有消扭作用的活节，具体如图３所示：

图3 电缆牵引工具

6 分析结论

电缆的安全运行是基建工程最终目的，电缆的缺陷会给运行维护增加难度，但不代表任何瑕疵都必须更换电缆，要以科学的分析及处理方式给出正确的结果。本次事故应该就以下几点给出结论；

（1）铝波纹护套是否完整；

（2）主绝缘是否通过交接试验；

（3）电缆外皮是否破损。

如以上3项都能确保合格，应表示电缆可以基本满足运行需求。总之，作为电缆线路的施工企业除了应严格按照施工工艺标准进行施工外，还要对施工过程中出现的问题进行及时总结和分析，寻求最佳的解决方案，只有这样才能持续提升施工队伍处理复杂问题的能力。