一起电缆中间头故障的分析和处理

2016-03-13林亮

电力安全技术 2016年12期

关键词：进线巡线重合

林亮

(国网江苏省电力公司太仓市供电公司，江苏太仓 215400)

一起电缆中间头故障的分析和处理

林亮

(国网江苏省电力公司太仓市供电公司，江苏太仓 215400)

电缆中间头易发生故障，影响电网安全，是配网运行管理上的薄弱环节。介绍一起配网电缆中间头接地故障的经过，对电缆中间头故障原因进行分析，指出配网电缆事故处理时应注意的问题，并提出配网电缆中间头在实际使用中的改进措施。

配网；电缆；冷缩中间头；接地故障

0 引言

随着城市“三线入地”工程的开展，在城区配网改造工程中，大量架空线改为电缆入地。与架空线相比，电缆具有不占用地面空间、绝缘性好、供电可靠等优点。但电缆中间头故障引起的事故频繁发生，根据我国电缆事故统计，约70 %的事故发生在电缆终端头和中间头，而电缆中间头的数量和发生事故的概率远高于终端头。因此，加强对电缆中间头的管理，是配网运行管理亟待解决的问题。

1 故障过程

某110 kV变电站1号主变供20 kVⅡ段母线上的225甲线与2号主变供20 kVⅣ段母线上的245乙线对供，如图1所示(开关实心表示合位，空心表示分位)。225甲线开关与245乙线开关的重合闸装置均启用。

2014-06-21T02:44，该变电站225甲线速切保护动作，重合不成功，225甲线—乙线245C进线开关之间失电。由于线路较长且支线较多，夜晚能见度低不利于现场查找，在初步巡线无果后，征得分管领导同意后，采取先停用两侧变电站开关重合闸后采用分段试送的方法逐段排查。当试送至乙线2455进线开关—乙线2454进线开关之间时，出现C相金属性接地，判断第1故障点在乙线2455进线开关—乙线2454进线开关之间。将乙线2455进线开关和乙线2454进线开关改为冷备用后，再将乙线245C进线开关由冷备用改为运行，出现A相金属性接地后245乙线开关跳闸。经分段试送，确认第2故障点在乙线2453进线开关—乙线245B进线开关之间。后经抢修人员现场检查，确认2个

图1 225甲线——245乙线线路结构

故障点均有电缆中间头浸在水中，导致线路短路。

2 故障分析

2.1 电缆中间头故障原因

2.1.1 工作环境因素

电缆中间头主要有热缩和冷缩2种。冷缩中间头具有价格便宜、对制作环境要求低、制作时间短的优势，在工程中得到了广泛应用。冷缩中间头在投运后，由于冬夏交替、温度迭变，绕包处理的电缆外护套收缩，造成电缆铠装层暴露在外，导致电缆内部受潮。特别是在浸泡环境下，潮气使绝缘层在电场力的作用下形成树状结构，使电缆绝缘水平下降，最终导致绝缘击穿。这也是冷缩中间头故障通常发生在冬季降温或大雨后的原因。

太仓地区地下水位较高，一旦电缆沟排水系统堵塞不畅或遇暴雨天气水位上升过快，就会造成电缆长时间浸泡在水中，对电缆中间头造成不利影响。

2.1.2 制作工艺因素

在制作接头时，必须对电缆的铜屏蔽层、半导体屏蔽层、绝缘层、线芯进行剥切，造成电缆接头线芯和屏蔽层的切断处产生电应力集中现象，致使电场强度变大，这是整个接头的薄弱环节。

此次第1故障点的电缆中间头位于转弯井，承受少许的弯曲力，造成电场力分布不均匀，增大电场畸变；且电缆受潮，最终引起击穿。

2.1.3 施工质量因素

配网电缆中间头都由施工人员现场制作。冷缩中间头采用预扩张技术，对安装工艺和安装精度要求较高。但目前电缆施工人员技术水平参差不齐，工程监理人员验收把关不严以及原材料可能存在质量问题，导致实际制作的冷缩头密封性不如热缩头。

2.2 多故障点原因

配网接地故障通常为单个故障点，但此次事故中出现了2个故障点。这是由于配网属于小接地电流系统，中性点不接地，当发生单相金属性接地后，接地相电压近似为0，其余两相升高为线电压，线路开关不跳闸，维持单相接地运行。此时如果其他电缆中间头也出现渗水或制作质量不高的问题，容易造成绝缘击穿。电缆中间头渗水后，内部形成水树枝结构，也容易导致金属护套多点接地。试送时对电缆的冲击亦有可能造成绝缘击穿。如果击穿相与之前的接地相为不同相，就会导致两相接地短路跳闸。

2.3 支线告警原因

在试送前的带电巡线过程中，巡线人员曾汇报乙线3号环网柜内的乙线31号支线有接地告警信号，但现场做耐压试验结果正常，调度员发令试送也正常，因此判断接地告警信号为误发信。造成这种现象的可能原因有：

(1) 告警信号为历史信息，未及时复归，对巡线人员造成误导；

(2) 由于支线过多、用户性质较为复杂，对保护接地选线判断造成干扰，影响了选线判断结果。在实际工作中，配网人员反映该保护告警对判断故障点准确度不高。

3 故障处理

配网电缆铺设在电缆沟中，查看时需要人力撬开电缆盖板，效率较低，给巡线带来困难。太仓配网未实施配网自动化，无法自动查找故障点；环网柜内开关接地告警准确度不高，增加了巡线难度。

调度规程规定电缆线路故障跳闸不能强送，如巡线未找到故障点，原则上需要经过耐压试验正常后才能试送电。但由于该线路较长、支线较多，单条支线电缆耐压试验约20 min，如逐条对电缆做耐压试验，将造成停电时间较长，因此可向分管领导申请电缆线路分段试送。

配网电缆事故处理时应该注意以下几点问题。

(1) 正常运行时，全电缆线路的变电站开关重合闸为停用状态，非全电缆线路的变电站开关重合闸为启用状态。事故跳闸后，非全电缆线路试送前应停用变电站开关重合闸，在线路全部送电后启用，以免跳闸后短时间内再次重合在故障点对电缆造成二次冲击。

(2) 在处理配网架空线路故障时，通常根据具体情况选择多种方法试送。单电源供电线路选择从近电源侧逐段试送，也可选择从远电源侧逐段试送。多电源对供线路可采用“二分法”试送，即选择故障线路中间的一处柱上开关或环网柜开关拉开，将故障线路分为2部分，从一侧开关试送，如试送成功，即故障点在另一段；如试送不成功，说明故障点在该段线路内，另一段线路可用对侧开关送电。

但对单电源供电的电缆线路，试送时应选择从近电源侧逐段试送；对多电源对供的电缆线路，可采用“二分法”将故障线路分为2部分后，从近电源侧逐段试送。试送不宜从远电源侧试送，以免造成电缆线路多次跳闸，冲击破坏其主绝缘。

(3) 调度员在处理配网架空线路故障时，一般查出一点故障并隔离后，其他部分可考虑试送，但对电缆线路应考虑可能存在多故障点的情况。对多电源对供的电缆线路隔离故障点后，对侧线路不应直接试送，而应继续采用从近电源侧逐段试送的方法，排查是否有其他故障点。若存在其他故障点，靠近第1故障点的可能性较大。这是由于电缆中间头内部水树枝劣化，造成故障点邻近分布；同时相邻部分可能都位于同一积水电缆沟中。