电缆闪络性故障查找及分析

电缆闪络性故障查找及分析

Summary：该文通过热电厂35kv生活一线327线路接地故障，分析对于架空线和电缆混合线路的查找步骤和方法，并结合当下地埋电力电缆故障类型分析、地埋电力电缆常见故障原因分析为依据,提出今后对于此类型故障查找方向。并从加强电力电缆安全运行管理提出自己见解Keys：电缆接地水树枝闪络性故障一.前言电力电缆故障主要是因为电缆及其附件的绝缘损坏坏而引，绝缘损坏的主要原因有：电缆自身缺陷、外力机械损伤、外部环境影响、电缆中间头终端头制作工艺不规范等。一般故障的类型大体上分为两大类：低阻故障、高阻故障。低阻故障主要为短路、开路和断路故障；高阻故障主要为泄漏故障和闪络性故障。电力电缆具有敷设方便、安全可靠、耐用且维护量小等优点，但对于直埋电缆，由于其处在密闭空间内，不易从外观检查，在出现故障时比较难以定位和处理。特别是在潮湿环境中的电缆，外护套受损，或有中间接头，极易造成电缆受潮，其表现形式即为高阻故障。二.故障情况热电厂35kV系统属于小电流接地系统，母线为六段（分别是35kVⅠ-Ⅳ,副母Ⅰ\Ⅱ段），主要结构形式双母单分段、分裂运行，承担为上游化工装置供电重任。7月18日16:38至16:4135KVⅢ段共发生4次非金属性瞬间接地,每次持续时间约1秒，A相电压低至13伏。选线装置选为催裂化一线345线路单相接地。17:25检查35KVⅢ段所属设备均运行正常。7月19日电厂开会讨论Ⅲ段检查方案，优先排查345线路，345线路检查、试验合格，安排复役。7月20日17:47-18:4735KVIII段再次发生3次非金属性瞬间接地，持续时间约1秒钟，A相电压低至12V.选线装置选线为生活一线327，检查系统均正常。7月21日上午为排查生活一线327是否确有接地发生，将其通过付母转倒至35kVI段运行。上午10:2535kVI段A相接地报警，系统有闪络性接地，随即327线路跳闸。图

135KV系统图（

I段、III段）7月22日凌晨03:30分生活一线327线路各项检查、试验正常，05:21线路转空载考验。带负荷后，上午12:48，III段A相再次发生接地，判断327线路A相真正的薄弱点未找到。本次发生电缆闪络性故障线路生活一线327是电厂供生活区线路，电压等级35kV,为架空线和电缆混合线路，整条线路长约5.5公里，分为五段，电厂35kV母线至沿河路#1塔，#6塔至#7塔，#10塔至生活区总降为电缆，型号：YJLV-26/35-1*240，#1塔至#6塔、#7塔至#10塔为架空导线，型号：LGJ-150。三.电缆故障点查找过程3.1生活一线327跳闸原因分析生活一线327故障跳闸，原因是异地短路，7月21日上午327转移至35kVI段运行，生活一线327A相发生瞬间接地故障后，造成35kVI段A相母线接地，B相母线电压升高至74V（26kV）。35kVI段线路聚丙烯一线317对侧开关柜内B相存在薄弱点，在接地一个周波后B相被击穿，系统发生异地A\B两相短路，短路电流4600A。3.2故障查找3

5KVⅢ段瞬间接地因327跳闸可以判断，327就是接地线路。因此首先对0#至10#塔架空线进行了巡线，9#塔处有一颗核桃树树梢已经超过架空线，且有放电痕迹，为疑似故障点。有威胁线路安全运行的隐患。对此棵核桃树进行了砍伐，消除了疑似点。然后测量电缆绝缘电阻。3段电缆绝缘阻值均在45000-100000MW，耐压试验合格，架空线绝缘均在200MW以上，从3段电缆、2段架空线绝缘电阻测试数据来看，符合要求。遂对线路进行恢复，电缆投运后转空载考验。图2生活一线327架空线处核桃树22日空载考验结束，电缆带负荷运行后，又接连发生单相接地报警。对架空线路进行巡查，发现10#铁塔A相电缆抱箍处与电缆屏蔽间有放电现象。当生活一线327电缆停电交出检修后，电缆检修人员剥开电缆外护套发现只是电缆屏蔽层有放电痕迹，电缆主绝缘完好，无放电点，可以判断电缆屏蔽层放电痕迹处不是故障点。这时，复测A相电缆绝缘，从原先45000MW下降为100MW，判断此段电缆依然存在异常，安排耐压试验，升压到8KV发生击穿。经过电缆测距和定点，用定点仪听到了电缆故障的放电点。此放电点处经开挖有一个电缆中间接头，经检查电缆中间接头除屏蔽层发黑外，并没有出现主绝缘损坏现象，说明此电缆中间头不是真正的故障点。图

3电缆中间接头除屏蔽层发黑重新用试验定位，发现原故障定位区域无放电声，测线路绝缘恢复45000MW在进行耐压试验，试验通过。反复多次，没有结构。后考虑此区域还有一电缆终端头，鉴于此情况，出问题的概率非常大，遂安排开挖寻找。挖出后的电缆头，屏蔽层拉放电痕迹严重，有灼烧。后对电缆中间头解体，发现应力锥内部积水，真正的故障点就是它。图2电缆A相故障图片四.关于本次电缆故障查找问题思考此次电缆闪络性故障现象、故障查找难度在电厂外供电缆故障记录未曾发生。多次发生瞬间接地，线路停运测绝缘、耐压试验，数据均符合要求，甚至冒系统风险通过运行方式调整进行故障线路甄别。从对电缆中间头解剖看：此区域电缆中间头主绝缘完好，仅是屏蔽层有放电发黑迹象，应是异地短路电流流过痕迹。如果没有317线路B相存在薄弱点，当生活一线327线路转移到I段母线后A相闪络性接地情，系统B相电压抬高，将317线路B相薄弱点击穿，两线路发生异地短路故障，327线路跳闸，那么系统的A相接地闪络接地会持续出现，故障查找异常困难。4.1如何形成闪络性故障此电缆中间头为今年1月9日327线路接地故障新做电缆头，当时故障一原因是此处有生活区供热管线，管线有泄露，将电缆烘烤损坏，电缆出现故障。重新制作的电缆头因防高温水汽能力不强，再次受到高温水汽影响，电缆中间头和电缆绝缘层受热膨胀，造成应力锥和电缆外绝缘结合面过度伸展，内部产生气隙。这些气隙在电场的作用下发生游离，水汽从电缆中间头的应力锥和电缆外绝缘结合面进入，此电缆屏蔽层一段接地，一端通过护层保护器接地，导致电缆线芯通过水与外屏蔽层、过电压保护器一期形成高阻接地故障，引发电缆间歇性接地故障。

图3电缆中间头示意图及渗水路径4.2故障查找时，为什么找不到故障点。在故障查找过程中，利用电缆的故障探测脉冲法：高压直流对电容器充电，达到一定电压后经过球间隙向故障点放电。当故障点放电时，产生机械振动，如果在附近地面上用拾音器收听，可听到放电的声音。音响最大处即是实际故障点。但本次查找过程中，试验时测试绝缘电阻为100000MW，升压至38KV时发生闪络性故障。绝缘电阻在500-100000MW之间波动，进行直流测试时，电缆无法放电，电缆故障寻找工作不具备条件。此时直流相当于电焊机，在对电缆中间头应力锥和电缆外绝缘结合面放电，产生热量，恰恰对此处水汽进行了烘干，导致电缆绝缘时好时坏。后一直用直流灼烧，电缆故障点仍不能进行放电。后不停的用直流“烧”，然后冷却，加剧故障点绝缘破坏，最终使得此处故障点绝缘击穿，经过挖土找到了电缆试验时的击穿点，为A相电缆1月9日故障时制作的电缆中间接头进水。五.电缆管理建议在日常运行中需要加大对电缆管理的力度，避免因电缆故障导致系统波动。除按照有关规定进行定期检查之外,还要从电缆基础台账建立，试验数据对比分析以及技术和施工方法的创新等方面全方位的管理，确保电缆稳定运行。日常基础台账的整理：如电缆走向图，故障记录、中间接头记录。基础台账在电缆故障时判断其同桥盒内是否有其它回路电缆，可以提前做好相应回路的应急预案。同时之前的故障记录也可以为本次故障提供参考，进而对整回路电缆做健康评估；日常检修数据记录及对比分析：主要是电缆绝缘数据、耐压数据、屏蔽层数据等，这些数据可以纵向比较，通过数据对比分析，在一定程度上可以提前预判电缆运行状况。技术和施工方法的创新；冷缩电缆中间头具有体积小，安装工艺简单、便捷，无需专用工具，无需动火，被广泛应用，但从几次故障看，冷缩电缆头存在防水性能较弱，使用年限短等问题，需要重新对比电缆中间头制