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從故障看電力電纜設計及施工-綠寶電纜

文字:[大][中][小] 2016-1-29    瀏覽次數:2428    

近幾年來由于經濟發展較為迅猛,電力負荷也隨之大幅增長。為了適應經濟的發展,提高供電能力,某熱電公司新上了一批電力項目,并且一些新建工程選用了單芯電力電纜。但在1997年前后單芯電力電纜出了幾次故障,使人們對單芯電力電纜的應用產生了疑問。因此,清楚分析事故原因,正確認識單芯電纜,將會對目前及今后電力的飛速發展起到有益作用。

  1 事故簡例

  老城東變電所主變額定容量31.5 MVA,額定電流1734 A。當時10.5 kV側負荷小,選用了YJV32-8.7/15-1×240 mm2型電纜每相用兩根電纜并聯,電纜敷設從主變10.5 kV構架至配電室,以電纜溝為主,但在構架附近,由于電纜備用長度大于10 m,采用分相盤成圓圈后埋入地下,屏蔽兩端接地。 1997年夏季,發生系統事故。經查找在電纜埋入地下部分損壞,而當時負荷電流僅約600~800 A。老城東變電所35 kV出線構架至終端桿之間用電纜連接,電纜為YJLV32-26/35-1×240 mm2,電纜直埋,備用長度分相盤卷后埋入。屏蔽兩端接地。1996年夏季,系統單相接地,經檢查,此電纜一終端根部有20 cm長已經焦糊,而鎧裝的接地線焊接不良。西熱電廠35 kV出線刀閘至架空線路端桿用YJLV32-26/35-1×185 mm2電纜連接。安裝情況和上述相同。1997年夏季,發生系統事故,經檢查事故原因同上。

  2 事故原因分析

  上述事例可以概括為:從使用的電纜型號YJV32、YJLV32可以看出電纜是交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套細鋼絲鎧裝銅芯或鋁芯電力電纜。電纜埋入土中,分散敷設,預留量分相纏繞在一起。屏蔽兩端接地。為分析方便,先看本市(含農場)氣象條件:極端最高氣溫+43.1 ℃,極端最低氣溫-42.8 ℃,歷年平均蒸發量:1550.6 mm,年均降水338.2 mm,而6~9月份降雨僅為蒸發量的17%。YJV32、YJLV32型單芯電纜,其鋼絲護套編織中夾有4根銅絲。銅絲的作用是對鋼絲進行隔離,使鋼絲形不成磁環路。經實驗證明,其作用很有限。而采用鋼絲鎧裝電纜會比非鎧裝電纜載流量減小30%~40%。小截面的減小幅度大,大截面減小幅度小,對于240 mm2截面而言,減小量是40%。

  由于本地區降水嚴重不足。土壤是非常干燥的,在電纜載流量計算時,土壤熱阻系數應取3.0 Km/W,而一般資料中提供的載流量是以土壤熱阻系統以1.0 Km/W為條件的,這樣,土壤熱阻系數為 3.0 Km/W比 1.0 Km/W載流量約降低 20%~25%。埋入土中的單芯電纜采取三角形排列時,且三相無間隙緊密接觸,載流量大;平面排列時,電纜間距為電纜直徑的2倍時,截流量小,后者比前者降低23%~26%。但在空氣中水平排列則相反,大于三角形排列,載流量提高 20%~30%,這種逆反現象不可忽視。以前所述,我們在土中是無序埋設的并不是采用有利的三角排列,不可避免的損失了載流量。

  電纜屏蔽及鎧裝是一端接地還是兩端接地也會影響載流量。其大小與電纜排列方式也有關,對三角形排列,一端接地和兩端接地載流量變化不大,約為 3%左右,但對水平排列,兩端接地就比一端接地載流量降低 13%。鋼絲鎧裝接地線焊接不牢,接觸電阻增大,在環流通過時,熱量集中在某點上,使溫度升高過熱而損壞絕緣,也是值得考慮的。我區氣溫變化可由+43.1 ℃達到-42.8 ℃,如此大幅度變化無疑對電纜終端的材料及施工工藝都是極大的考驗。由于施工方便和價格便宜的原因,目前極少使用安全性較好的預制式終端,而喜歡采用熱縮、冷縮式終端。且生產廠家繁多,不免魚龍混雜,有性能不佳的產品可能被使用。若該產品耐候性差,幾經高低溫度變化,失去了彈性及密封性,易吸入潮氣,電纜發生水樹老化的現象,絕緣遭到破壞,引發事故。為預防此類事故的發生,應使用正規廠家具有產品試驗報告的合格產品。在變電所地形、地質較好的情形下,選用無鋼帶或無鋼絲鎧裝就可滿足要求。若采用加鋼絲鎧裝單相電力電纜,在幾種情況下,電纜載流量將降低 40%,因此,此處選用加鋼絲鎧裝單相電力電纜不可取。

  3 結論

  為避免電纜事故,應嚴格按照《電力工程電纜設計規范》及《電纜線路施工及驗收規范》要求進行設計及施工,并且吸收采用最新的科技成果是關鍵,現將其特別要點匯總如下。

  在配電盤、柜、負荷電流特別大時,單芯電纜是可選的,甚至是必選的。一般情況下若使用三芯電纜,必然造成終端接線密集,難于保證電氣安全間距,采用大截面單芯電纜可以改善此狀況。另外,單芯電纜制造長度比三芯電纜長,長電纜線路敷設時可以減少事故率高的中間接頭裝置。 一般情況下無帶鎧裝的必要。萬一環境不良,需要增加壓力及拉力的防護時,應選用經過非磁性的金屬帶、鋼絲鎧裝。施工中注意三根單相電纜排列:空氣中水平排列(有間距)優于三角排列(無間隙),而埋入土中時,情況正好相反。一個回路幾根電纜并聯連接敷設時,應長度盡量一致,避免支路分流不均。

  本地區電纜設計時,土壤熱阻系數應取3.0 Km/W。電纜護套材料應使用適應-20℃以下的要求,以聚乙烯護套為宜(YJY、YJLY)。使用正規廠家出品的試驗鑒定合格電纜終端及連接附件。以適應本地大溫差變化的需要。


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