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一起110 kV电缆绝缘屏蔽层灼伤的缺陷原因分析与改进措施

2022-09-27徐子峻游小华孙志鸿郭建赟陈日坤

农村电气化 2022年9期
关键词:护套屏蔽柔性

徐子峻,游小华,孙志鸿,郭建赟,陈日坤

(国网福建省电力有限公司厦门供电公司,福建 厦门 361004)

关键字:柔性终端;缓冲层;绝缘屏蔽层

本文对110 kV某电缆线路在大修项目施工过程中发现的电缆绝缘屏蔽层灼伤的缺陷进行了分析,提出了相应的改进措施,可以为运行时间较长的电缆线路预防类似缺陷提供一些参考。

1 电缆线路概况

该110 kV电缆线路于2008年10月8日投运,是电缆架空混合线路,长度2.0 km,其电缆本体型号为YJLW03-64/110-1×500;该电缆线路起点是220 kV某变电站,终点是110 kV某线路#1塔,其中110 kV某线路#1塔电缆终端型号为YJZWG-110-1×500,为柔性终端。

该110 kV电缆线路#1塔位于110 kV某变电站围墙外,考虑到其柔性终端结构和位置在检测或者检修工作中使与相邻线路的安全距离不满足要求,于是本次计划对该110 kV电缆线路#1塔电缆终端进行大修改造为110 kV某变电站内电缆终端。

该110 kV电缆线路电缆系统如图1所示。

图1 110 kV围县线电览系统图(本工程竣工后)

2 缺陷情况概述

本次正在开展的大修项目,目的是将该110 kV电缆线路#1塔电缆终端进行大修改造为110 kV某变电站内电缆终端,在施工过程中,切除柔性终端并剥开其下端电缆的外护套及金属护套后,发现在三相电缆绝缘层表面都有程度不一的疑似缓冲层烧蚀现象,如图2所示。

图2 电缆绝缘层表面程度不一的疑似缓冲层烧蚀现象

3 缺陷原因分析

针对发现的这一现象,初步判断可能是因为该110 kV电缆线路#1塔电缆终端是柔性终端,已经投运13年,可能存在密封性不够,潮气进入电缆金属护套内,导致电缆缓冲层(阻水层)因受潮造成电气性能下降,最终逐渐形成放电烧蚀现象。如果确实存在缓冲层烧蚀现象,将会影响该110 kV电缆线路重新投入运行,为了验证这一初步判断,决定将该110 kV电缆线路分为3段,分别是220 kV某变电站电缆终端至#1接头、#1接头至#2接头、#2接头至该110 kV电缆线路#1塔,并在每一段电缆的三相电缆本体上各选取一个点,总共9 个点进行解剖检查,解剖检查结果未发现有明显的缓冲层烧蚀现象,如图3所示。

图3 解剖检查结果

通过解剖检查的结果,可以发现在切除柔性终端并剥开其下端电缆的外护套及金属护套后,发现缺陷情况并不是因为潮气进入到金属护层中导致缓冲层烧蚀而产生。排除了这一可能性之后,决定对该线路柔性电缆终端解剖检查。

经过对该110 kV电缆线路柔性终端以及终端下连接部分电缆进行解剖,拆解过程中发现电缆护套存在龟裂情况。如图4所示。

图4 电缆护套存在龟裂情况

此外,通过解剖的结果发现,柔性终端伞裙质量良好,下端密封位置外热缩管完整,与电缆金属护套结合处密封方式为环氧泥包封,拆分电缆后,绝缘外屏蔽表面存在一定的阻水粉吸潮膨胀后的残留物,阻水带与金属护套接触层无明显放电烧蚀痕迹。如图5所示。

图5 解剖结果

通过对现场样品解剖分析,该110 kV电缆线路已经运行13年,在其建设初期选型外护套为红色聚乙烯,因红色聚乙烯材料基本无抗紫外线特性,杆塔上的电缆经长期日照紫外线侵蚀,导致护套开裂情况明显,而柔性终端在尾端密封工艺中的环氧泥固化后,内部形态不会随护套开裂而变化,护套龟裂缓慢发展最终延伸透过包封段,使电缆金属护套内空腔与外部环境形成通道。

在用电负荷变化时,因电缆温度变化导致内部气体体积变化形成“呼吸效应”,外部潮湿气体借助因龟裂而形成的通道进入电缆阻水层,致使电缆阻水带内的阻水粉吸潮、膨胀,逐步析出阻水带附着在绝缘外屏蔽表面。

4 暴露的问题

早期建成投运的电缆线路在电缆选型时由于部分型号的电缆发展还不够成熟,导致选择的电缆在运行足够长的时间后出现影响电缆线路正常运行的问题。该线路选取的电缆不适应长期日照紫外线侵蚀的运行环境,最终导致了外护套开裂。

电缆终端平台往往较高,运维人员在线路巡视中对塔上电缆终端运行情况的掌握还不够。

5 防范措施

电缆严格选型。电缆线路初设阶段对电缆型号进行严格筛选,参照GB 50217—2018《电力工程电缆设计规范》、DLT 1253—2013《电力电缆线路运行规程》等规程的要求,并对一定范围内的电缆线路运行经验进行收集作为参考依据,进行严格的选择,保证电缆线路在投运之后可以满足设计的寿命要求。

开展排查工作。对在运电缆线路开展排查工作,找出与故障线路相同型号的电缆线路,检查是否发生类似现象,视情况严重程度进行停电处理等方式整改,避免线路跳闸的情况发生,提高线路运行可靠性。

使用无人机进行巡检。电缆终端平台较高,巡视过程中通过采用无人机巡检的方式对电缆终端及其下部电缆本体进行检查,近距离高清摄像头可以发现一些在地面用肉眼无法观察到的缺陷,相比于采用爬上终端塔进行检查可以提高很多工作效率。

采用X 光检测技术进行检查。对于电缆内部产生的缺陷,在电缆外部检查时并不能及时发现,可以通过X光检测技术等手段,电缆内部的情况几乎可以一览无余,能够及时发现还在发展的缺陷情况。

6 结束语

针对110 kV电缆绝缘屏蔽层灼伤的缺陷,本文对电缆终端进行了详细的解体检查,并对每一段电缆进行了解剖检查,判断是电缆由于长期运行了受紫外线照射强的环境导致电缆外护套开裂的现象,最终导致电缆内部受潮,阻水粉析出附着在绝缘外屏蔽表面。若缺陷未及时发现,继续长时间运行将可能导致绝缘击穿。因此,首先我们在电缆线路初设时应当更加细心,选择适合电缆线路运行环境的型号,其次在电缆线路运行维护时也要结合一些更先进的设备开展,不仅仅关注电缆外部情况,对电缆内部情况也应尽可能掌握。

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