目前,低压直埋电缆铠装层的现场处理方式多种多样,既有单端接地的,也有两端接地的。还有两端悬空都不接地的。根据现场电缆两端钢带铠装处理方式的不同,电缆出现故障后,其故障点外观表现形式会有所不同。电缆两端钢带全部悬空,不接地。电缆发生短路故障后,击穿点可能只是电缆线路的局部位置出现击穿烧损孔洞,不会造成长距离大面积烧毁炭化现象。因为当电缆局部遭受意外机械损伤导致护套绝缘破损后,系统可能不会立即跳闸断电,破损点由于土壤中的水分和潮气作用,火线会对大地产生间歇式闪络放电现象,较终发展为*性接地和相间短路而跳闸停电,由于火线对地放电电流被限制在电缆的破损点位置,放电电流通过钢带对大地没有形成分支回路,所以电缆发生故障后在电缆全程一般只有一个点状故障。但是此时铠装层表面会带电,处于安全用电的考虑,电缆两端外露的铠装层必须做绝缘密封处理。
电缆线路钢带采用单端接地或双端接地方式,电缆发生短路故障后,故障可能是电缆的一个区段,电缆局部区域可能会出现长距离表面烧毁炭化粘连现象。因为钢带采取此种接法后,当电缆局部发生单相接地故障后会在电缆的钢带中流过比较大的接地短路电流;同时电缆的三相负荷电流也会出现不平衡现象,在钢带中可能还会伴随产生涡流现象,两种电流共同流过钢带后,钢带就会象一个大功率电炉一样,对电缆的护套和绝缘加热,再加上客户开关选择不当,土壤局部散热不好,热阻过大,电缆局部预留盘圈堆积,散热不好等不利原因,就可能造成电缆绝缘、护套出现长距离大面积烧毁炭化粘连现象。烧毁区域比较随机,可能在故障点附近,还可能在另外的区段,往往在散热较困难,热阻较大的区段烧毁较严重。直到单相接地发展为两相短路后系统可能才会跳闸,无法重合闸送电。
对于低压电缆铠装电缆,加强对电缆三相电流大小的实时在线检测监视很有必要。同时铠状层接地后,应加装铠装层电流互感器对钢带电流时时监测。对电缆出现的单相接地短路故障,提前发现和处理,以避免电缆发生长距离烧毁现象,造成不必要的电力经济损失,保证电网运行的经济型,可靠性,稳定性和安全性。
按照正常的分析,直埋低压电缆发生短路故障后,故障点一般应该只有一个。但在实际现场电缆故障点开挖处理过程中发现,低压电缆故障可能会出现两个或多个故障点,同时可能还会伴随出现长距离绝缘护套发热烧毁炭化粘连现象。笔者认为低压铠装电缆出现故障现象的不同可能会与电缆铠装的接地或不接地有关,观点和看法不一定正确。希望对此类现象有真挚灼见的专业人士能提出更为科学*的分析和看法。以揭开该现象产生的深层原因。
通电运行中的电力电缆供电线路发生故障后,由于电力运行使用部门对电缆供电线路跳闸停电原因未进行事先检查落实,因供电需要,有时存在线路故障未查清就进行重合闸操作送电现象。对存在故障的电缆线路进行重合闸操作送电,可能会造成以下危害:
1、对于供电的中压交联电力电缆,可能会造成电缆发生多点绝缘击穿现象。由于中压
交联电缆发生故障后,可能会出现单相或多相接地或相间短路现象,在对电缆实际故障不明的情况下,就盲目对电缆线路进行重合闸送电,一个是开关容易出现弧光短路现象,烧毁开关。再一个就是电缆线路容易出现过电压和过电流,导致已出现故障的电缆出现多点击穿现象,甚至导致整根电缆的报废。也可能会导致同一高压配电室内其他中压交联电力电缆的一相或几相绝缘击穿,造成电缆故障范围的扩大。
2、对于已出现故障的中压单芯交联电力电缆线路,重合闸送电后,产生的过电压和大的瞬间短路电流,可能会造成电缆的金属屏蔽层,多处烧断。因为现在供电使用的单芯交联电力电缆,大都采用金属铜带屏蔽的方式,当电缆出现故障后,重合闸送电操作产生的瞬间冲击短路电流,流过铜带可能会将铜带多处烧断。通过多次电缆故障现场服务,我们发现35KV单芯非铠装长距离交联电力电缆,在电缆出现故障后,在未查明故障原因的情况,对故障电缆进行多次误合闸强行送电,造成电缆金属屏蔽铜带烧断的现象较多。
3、对于低压电力电缆,在出现短路故障后,强行进行多次重合闸,可能会造成开关的烧毁,同时可能会使线路出现长距离大面积烧毁现象,尤其是采用直埋方式敷设的低压钢带铠装电力电缆,变现尤为**。通过多次对客户现场低压直埋电缆线路故障位置进行开挖后,我们发现有一些低压电力电缆的故障位置不是一个点,而是在长度为几十米的区域内,电缆的绝缘护套铠装全部烧熔粘接,碳化。造成电缆产生长距离烧毁的原因可能很多,但对故障电缆进行重合闸送电造成的短路电流冲击也不能忽视。同时,低压电缆故障线路,二次重合闸送电过程,情况也比较复杂,有时二次可能一合,开关就跳,有时开关二次重合闸后,可能还能维持几分钟或几十分钟甚至几天的时间供电,随着故障点绝缘破坏的严重程度及敷设方式和环境湿度的不同,二次重合闸送电维持的时间长短也有区别。
当低中压供电电力电缆线路出现故障后,做为供电部门,不能轻易进行重合闸操作送电。首先要对供电电缆线路进行故障原因查找,在故障性质检查确认后,采取相应的措施进行处理。故障排除后,再进行合闸送电。不能盲目进行合闸操作,造成故障事态的扩大和不必要的电力经济损失,得不偿失。
高温**导技术被喻为21世纪较具潜力的电工技术,许多国家已将发展**导产业上升到战略高度。虽然高温**导电缆优势明显,但也要看到,高额的**导材料、技术成本以及研发周期长、短期回报困难等因素,使国内许多电缆企业不敢在**导电缆领域放手一试。
目前,有些企业过分宣扬高温**导电缆的先进性。事实上,对于**导材料的优越性,早已取得了广泛认同,过分宣扬反而可能会对电缆企业以及电缆市场引起误导。一些*呼吁要用理性的态度,看待未来的**导电缆市场。长远来看,目前普通的交联聚乙烯电缆主要以铜材料为主,电缆的价格随铜材料价格的波动而波动,随着资源紧缺,未来,此种电线电缆的价格依然会不断上涨。而**导电缆则不受资源条件的限制,随着**导材料技术的发展,**导电缆价格应有下降的趋势。**导电缆节约了土地资源和建设**高压电站的费用,但对电网安全性和可靠性提出了更高的要求。由于**导电缆内部热损耗和制冷系统的存在,增加了维护运行费用,降低了系统安全可靠性。
目前,依靠现有**导技术,很难达到"鱼"和"熊掌"兼得。加之,高温**导电缆的研发周期长,从电缆研制成功到电缆系统研制成功并用于工程,整个周期至少需要5~10年,每一个电压等级的产品发展均是如此。
针对目前的**导电缆发展现状,中国电科院**导电力研究所所长来小康曾表示,就像电动汽车一样,虽然比燃油汽车贵,但是我们不能等待,必须逐步发展,否则技术就难以进步。虽然现在不具备产业化的条件,但这是一个发展方向,一定要通过扩大示范来刺激技术发展,从而推动整个**导产业发展进入良性循环。
在电缆的现场敷设过程中电缆护套表面刮伤破损的现象是普遍存在的,损伤轻微的只伤及了护套,如何修补能保证质量,而且修补时间短,又能保证质量日益成为电缆消费者普遍关心的问题。而且投入小,在现场的恶劣条件下又容易实现,因此现场护套的修补技术及质量日益成为用户关心的问题。电缆的现场施工条件一般比较恶劣,可能位于初步建设的发电厂,也可能位于初步正在建设的野外新建铁路,可能在桥架上,还可能在电缆隧道内,由于野外电缆护套的修补都采用塑焊枪进行,而且塑焊枪的加热需要220V的交流电,而处于新兴建设的野外工程,现场一般都缺乏电源,或者有电源可能由于现场电缆的敷设位置的随即性,给电源的提供带来了一定的困难,因此要实现电缆的护套的修补,一方面是人员的到位,另一方面主要是电源的提供,只有作好上述两件基础准备工作,才能实现电缆护套修补工作的正常开展和进行。
为便于电缆护场修补工作的顺利进行,施工单位要配备有野外小型发电机。同时处于现场修补的方便现在提供的塑料焊枪的质量要过硬。喷头加热面积要大,而且加热速度要快。而且电缆放线过程破损部位具有随机性,在一般的城市和平原地区,此项工作比较好开展,但是在一些山区地带,由于收到复杂地形的影响,电缆的修补工作其实是很艰难的。因此要减少相应方面的投入和快速解决问题,一个很关键的问题是电缆敷设过程人员的配备数量必须足够,而且采用正规的电缆专业敷设设备进行正规放线,避免和减少电缆放线过程中出现护套破损的现象。
电缆的现场修补方面需要的技术不是很高,电缆敷设施工单位,在电缆发生破损后,一定要在确认电缆内部没有受到损伤的前提下,然后在对电缆进行修补 ,否则电缆护套修补的实际意义不大。电缆的修补一定要及时,否则时间一长外部的水分和潮气进入,将会影响电缆的正产使用寿命。在南方梅雨天气电缆端部在敷设完毕后,对电缆的端头因没有及时进行密封处理,造成流入电缆沟内的水分进入电缆断头10-20米不等,剥开端头的绝缘发现导体都已全部发黑,从而造成 敷设后电缆的浪费,因此对于敷设完毕的电缆还是要加强相应方面的检查,维护和保管,防止电缆在通电使用前应现场各种外部因素造成电缆寿命的缩短和终结。
电缆进水处理方法探讨:填充层内水分的处理针对仅进入到填充层深度的水分,由于其进去后吸附在填充料中,目视观察基本无明水,因此要想办法让其充分干燥。工程上可行的解决办法有以下两种: 1)将电缆两端锯开,进行良好通风,并放置于强烈阳光下爆晒。由于水分一般进去不深(30~50m)。干燥处理一段时间后,将电缆进水端锯掉3~5 m,如发现填充料已经充分干燥,脱水处理即告结束。 2)在未进水端制作**吹气嘴,注入干燥氮气,注入气体压力保持在在0.12 MPa 左右。在进水端用微水测试仪测量空气中的水分含量,并将数值记录下来。每隔6 h 监测一次,总共监测48 h。再对一根未进水的电缆里的水分含量进行测量,比较两个含水量数值,直到两者接近方可为认为电缆导体线芯脱水完毕。需要注意的是:在吹氮干燥过程中,要定时用试纸检测电缆出气端口的水分。
导体中水分的处理先将电缆两端锯开,将距离进水端 30 m 处的电缆垫高2 m,让进水端口头部朝下;在另一端注入干燥氮气,使导体中的含水自然外流。如果电缆已敷埋在地下,进水外流不畅,可采用小型真空泵在进水端往外抽水,即将另一端打开,在进水端按电缆导体线芯分相抽水,用与单相线芯绝缘外径相近的塑料管(长30 cm 的透明管)套取一相,加热后密封好,另一端接上真空泵抽水。采用塑料管的原因在于其连接泵口方便,也便于监控抽水的过程,还可以暂时储存一定量的水。将真空泵启动,使其压力逐渐达到 1 个大气压以上,在加压过程中,导体中的水分被吸出,逐渐在塑料管中形成冰块。经过7~8 h 便可抽出500mL 的水量。在抽水过程中必须三相依次抽取,每相抽20~30 min 后进行换相,便于水气向外端聚集。因为导体中水结冰后不能流出,在整个抽水过程中要防止电缆主绝缘变形破坏。
有观点认为:电缆进水后相间绝缘尚好,只要绝缘层不破,不影响运行,但是导体易氧化、生锈,载流量下降;还由于通电后,水被气化,内压升高,电缆被挤压变形,甚至破裂。更严重的是产生水树枝状放电。所以一定要完全处理好后才能进行带电运行。
结论交联电缆内部进水的工程处理方法、建议: 1) 要求供货厂家在电缆生产完毕后应做防水处理,电缆热缩头要充分密封好。 2) 电缆敷设穿越道路时,应尽量避免直接穿越涵洞,建议挖开路面进行敷设。 3) 电缆牵引头应采用铅封结构,这样可使电缆端头受力均匀,避免出现热缩头受力破损或脱落问题;要采用电缆敷设架托起电缆,避免电缆直接在地面上拖行。 4) 在对导体中水分进行抽取的过程中,要三相导体线芯轮流进行,相互间隔为半小时。
电力电缆的使用场合比较多变,可能会使用在荒芜人烟位于沙漠深处的油田基地,还有可能使用在煤矿井下,戈壁滩新建的化工厂、发电厂,野外新建的高铁线路,山区新开的矿和水电站等。电缆的敷设绝大部分位于室外,一般都采用直埋、桥架、电缆沟、隧道等敷设方式。由于沙漠、井下、戈壁滩、山区野外环境恶劣,到这些地区进行现场服务的电力技术人员,除了对工作所需携带的各种设备,备品备件做好充分准备的同时,还需对现场环境的恶劣程度进行充分的认识和了解,做好自身安全防御。
山区高空铁塔架线,有时需电力服务人员攀上高空导线,进行导线单丝的焊接和修补处理。技术人员在上导线之前,必须检查各种安全措施是否准备到位,带好安全带,安全帽。背负固定好焊接修补所用的焊枪气罐和备件材料,确保高空导线焊接修补工作安全高质量完成。现场敷设电缆所使用的桥架,其高度往往在六至七米以上。如果高空电缆桥架上的敷设电缆出现问题。往往会需要服务人员佩带保险带上桥架协助用户进行高空巡线检查处理,这种服务往往具有一定的危险性。因此在上桥架前要作好安全防护工作,佩带好安全带,安全帽,防止高空作业意外受伤。
电缆故障的发生具有隐蔽性和突发性,可能在夜间发生,也可能在节假日期间发生。服务人员应客户需要出行到现场服务的时间是不能确定的。同时故障电缆线路的定位及抢修服务,可能在白天也可能在夜间开展。因此需要电力服务人员必须具有吃苦耐劳的敬业精神,良好的身体素质,丰富的现场工作经验。高精度多功能电缆故障检测设备也日益成为现场服务工作之*。优质的现场电缆故障定位服务不但为用户赢得宝贵的抢修时间,降低用户方的经济损失。而且也为电缆生产厂家赢得了用户和市场。
长距离(长度两公里以上)电缆敷设过程,护套因施工刮破,需现场修补的服务其实也是一件很艰辛的工作。有时电缆修补区域可能位于山区或峡谷之中,那里没有电源,需携带发电机、塑焊枪、美工刀等工具,连续多天进行现场修补。同时现场作业过程中,服务人员可能还需考虑防御来自于自然界各种**动物和山区突发洪水和泥石流等的侵害。所以,在到这些恶劣区域进行电力服务时,服务人员必须事先了解清楚当地情况,做好相应的各种准备和安全防御工作,在保证客户优质服务的同时,还要保证人员安全返回。