220kV电缆终端故障分析及防范措施

220kV电缆终端故障分析及防范措施摘要：现阶段我国全社会用电量逐年增长，电网结构变得日益复杂。但低成本的蜘蛛网式的架空线不仅影响城镇化的推进，也会给城市市容造成一定的负面影响，为加快城镇化建设进程，提高土地资源利用率，由电缆入地工程代替架空线是现代化城市建设的必然趋势。电缆敷设在地下，具有不占地面空间和维护费用较少的优点，但随着电缆的大量投运，电缆安装工艺等因素所导致的电缆线路故障也越来越多，本文以多年来从事电缆试验和抢修工作中遇到的故障问题为依据，对导致高压电缆故障的原因做简要分析。关键词：220kV；电缆终端；故障分析；防范措施引言：随着国家的经济高速发展，所需求的电力也相应的提升，在电力的传输及电网的布局过程中高压电缆的处理显得尤为重要。在电力传输过程中高压电缆是电力系统输变电网络中的核心装备，具有无可比拟的优点，所以在电力传输系统中有着比较高的地位。电缆的故障会导致整条线路甚至整个电网区域的瘫痪，所以高压电力电缆的故障排查与防护是目前的主要任务。1220kV高压电力电缆故障的分析1.1高压电缆中问题的概括电力工程中常见的问题是输电线路老化，由于高压电缆一部分埋藏于土中，不可避免土壤中的微生物对其分解或者腐蚀，又或者一些动物或者人为因素导致电缆的破坏，导致护层破坏而暴露出内部结构，久而久之介质的损耗增大。又有一部分高压电力电缆在高空中，有时候可能会遭到电击，电压过高产生谐波振动或者输出电压超出标准额定范围，也会对电缆有所影响。其中大部分电缆终端的损坏都是由谐振运动导致的。高压电力电缆的接头作业出现问题。交联线芯未在绝对密封的空间内进行切削、刮磨等一系列的操作使其表面覆盖灰尘。制作终端接头时环境不密封，工艺不标准，由于操作原因使其放电。在高压电缆接头制作的操作环境中湿度过高，引起绝缘层的保护作用下降。电气工程中不可避免的散热问题。温度升高导致导体的阻值升高，电力传输的效率大大降低。因此造成绝缘层破坏，加剧了电缆的损坏。导致高压电缆的温度升高的原因有很多，电力电缆过热会极大地影响电力的传输能力。有些电缆敷设密集的地方导致电路过载，局部表面难以散热，对于穿管敷设的电缆也容易导致局部过热的问题，从而导致绝缘层的破坏。此外由于在电缆周围的空气流通性不好，局部滞留的空气受电压过高而温度不断升高，导致绝缘层的老化，甚至碳化。总结来说电缆电压要严格遵守规定，超负荷运行并不能使得电力高效传输，只会导致热量无法散失，引起绝缘层的损坏。因为在电缆设计过程中早已经考虑到热量的问题，所以在电缆周围已经设计好热量散失的途径，只要不超所定规格就不会出现这些问题。如果电压长期满负荷也会导致电缆出现绝缘层的老化、碳化等问题，经过长期的温度积累会产生恶性循环，然后在高温高压条件会导致电压击穿空气、形成火灾。1.2220kV高压电缆中问题具体分析我国高压电力电缆的导体一般是铜芯，在导电以及导热性能方面都有不错的体现，但是长期在满负荷条件下也会有散热不及时的情况，可能会导致绝缘老化及铅包鼓胀等问题，从而发生恶性循环使热量的无法散失，致使电缆发生击穿。谐波振动的产生导致击穿，因为谐波振动会带动弧光的接地现象的产生，频繁的弧光现象导致电压的反复增幅变化使得绝缘层不同程度的损伤，最后击穿绝缘层损坏电缆终端或者中间接头。高压电缆终端头以及导体的制作工艺也影响着电缆的性能，电缆导体由若干条导体缠绕形成，如果工艺设计或者在安装环境中出现差错就会导致导体之间形成空隙，空隙的产生意味着两条导电的导体之间产生磁场并进而形成电容，导体之间的气隙在高压情况会被电离。并且长期的电离会导致终端的损坏，还有长期的对地放电也会影响终端的寿命。2电缆终端故障防范措施建议2.1全面排查铅封情况结合停电打开所有直立式充油电缆终端尾管进行检查，重点检查铝护套有无腐蚀、尾管与铝护套铅封是否存在虚焊、铅封不牢等情况。为保障电网的安全稳定运行，将“以预防为主”作为指导方针，对存在问题的尾管进行修复并增加外置铜连接线。2.2加强测温预控加强日常巡视，重点关注电缆终端的运行情况。利用红外测温、或者电缆局放等相应的检测手段进行测试。必要时对所有户外电缆终端进行一次夜晚红外测温，着重观察应力锥和尾管末端位置是否存在发热情况。2.3注重电缆试验建议参照IEC国际标准，通过逐步提高220kV电缆测试参数的手段来充分暴露电缆线路中可能存在的质量问题和绝缘缺陷，如提高交流耐压的试验电压和延长耐压时间。在没有相应设备的条件下，可以采用24h空载运行的方式。2.4电缆终端质量控制电缆质量的控制，应在采购阶段充分了解厂家的技术特点及电缆终端的基本参数，选择合适电缆终端的同时确保电缆终端工艺达到国际标准。加强附件材料的发货、到货验收环节的检验和记录，将电缆终端质量控制关口前移，一旦发生差错，必须查清原因并妥善处理。2.5加强对安装过程中关键工艺的监管安装过程中关键工艺的监管机制：规范完善电缆附件安装工艺监管机制，特别是在电缆附件安装环节施工期间，要安排人员到场监督，严格把关隐蔽环节工程的施工质量；安装过程中，要特别注意现场安装制作的客观环境条件。对于环境不符合作业要求的，尤其是恶劣条件下，必须禁止施工作业，如大风、阴雨、灰尘较大、湿度较高时。另外，一定要切实保障电缆头的干燥、清洁度等；安装制作须由有操作经验的专业技术人员进行，为有效避免人为差错，须严格校对和审核具体的电缆终端施工作业指导书或质量检查控制卡，安装过程中的关键工序和尺寸应专门指定施工人员监督和复核。安装过程中关键安装工艺的质量监管以下几个关键工序和尺寸需严格把关：做好拍照记录，尾管拆除过程应拍照记录，每一步骤均拍照，尾管拆开后应通知相关人员，待确认尾管接地情况后才可以修复；检查和维修关键工序，打开电缆终端尾管检查铜编织带焊接是否牢靠，铝护套是否腐蚀，如铜编织带焊接牢靠，铝护套无腐蚀，先用环氧泥填充焊接非均匀部分，再用防水带重新半重叠绕包密封（绕包4层，上下各2次），防水带外面用PVC带保护（半重叠绕包2层，上下各1次）。如铜编织带焊接不牢靠，将尾管及铝护套清理干净后重新焊接；如铝护套有腐蚀则用铜网绕包覆盖腐蚀段铝护套，然后用环氧泥填充焊接非均匀部分，再用防水带重新半重叠绕包密封（绕包4层，上下各2次），防水带外面用PVC带保护（半重叠绕包2层，上下各1次）。此外，应注意焊接时间。电缆金属铝护套引线焊接时的焊接时间不能超过30min，温度控制在焊条熔点，焊接后应采取降温措施，防止金属铝护套烫伤电缆半导体，接地引线或接地块焊接牢固完整一体。3结束语高压电力电缆的处理主要控制其环境的因素，最主要就是热量的控制，如果温度过高对整个电缆影响都是非常大的，对于电压来说，不能过载运行，也不能长期满负荷运行。电缆接头的过程也要保持严谨，控制好每个因素的影响，比如湿度及空间的处理都是比较重要的。日常对于电缆数据的波动也要做好记录，并且对其波动数据进行分析，预测将要发生的变化并建立相应的对策措施。电缆接头以及导体的处理技术、制造工艺需要符合标准规格。高压电力电缆的故障对整个电网安全可靠地运行有着极大的影响