电力电缆线路的运行维护优化方法

一、电力电缆线路的运行维护要求

据统计,很大部分的电缆线路故障是因外来机械损伤产生的,因此为了减少外力损坏、消除设备缺陷保证可靠供电就必须对电缆线路作好巡视监护工作,以确保电全运行。

电缆线路的巡视监护工作由专人负责,配备专业人员进行巡视和监护,并根据具体情况制订设备巡查的项目和周期。下面介绍35kV及以下电压等级的电缆线路巡视监测工作的一般方法。

(一)巡视周期

(1)一般电缆线路每3个月至少巡视一次。根据季节和城市基建工程的特点应相应增加巡视的次数。

(2)竖井内的电缆每半年至少巡视一次。

(3)电缆终端每3个月至少巡视一次。

(4)特殊情况下,如暴雨、发洪水等,应进行专门的巡视。

(5)对于已暴露在外的电缆,应及时处理,并加强巡视。

(6)水底电缆线路,根据情况决定巡视周期。如敷设在河床上的可每半年一次,在潜水条件许可时,应派潜水员检查,当潜水条件不允许时,可采用测量河床变化情况的方法代替。

(二)巡视的工作内容

(1)对敷设在地下的电缆线路应查看路面是否有未知的挖掘痕迹,电缆线路的标桩是否完整无缺。

(2)电缆线路上不可堆物。

(3)对于通过桥梁的电缆,应检查是否有因沉降而产生的电缆被拖拉过紧的现象,是否有由于振动而产生金属疲劳导致金属护套龟裂现象,保护管或槽有否脱开或锈蚀。

(4)户外电缆的保护管是否良好,有锈蚀及碰撞损坏应及时处理。

(5)电缆终端是否洁净无损,有无漏胶、漏油、放电现象,接地是否良好。

(6)观察示温蜡片确定引线连接点有否过热现象。

(7)多根电缆并列运行时,要检查电流分配和电缆外皮温度情况,发现各根电缆的电流和温度相差较大时,应及时汇报处理,以防止负荷分配不均引起烧坏电缆。

(8)隧道巡视要检查电缆的位置是否正常、接头有无变形和漏油、温度是否正常、防火设施是否完善、通风和排水照明设备是否完好。

(9)电缆隧道内不应积水、积污物,其内部的支架必须牢固、无松动和锈烂现象。

(10)发现违反电力设施保护的规定而擅自施工的单位,应立即阻止其施工、对按规定施工的单位,应作好电缆地下的分布情况现场交底工作,并加强监视和配合施工单位处理好施工中发生的与电缆线路有关的问题。

二、电缆线路常见故障分析、排除

电缆故障是指电缆在预防性试验时发生绝缘击穿或在运行中因绝缘击穿、导线烧断等而迫使电缆线路停止供电的故障。本节作为电缆运行管理的主要内容,将全面叙述电缆线路的常见故障:类型、现象、危害、原因、处理。

(一)电缆线路故障的类型

1.按故障部位划分

按故障部位划分电缆线路故障可分为以下几种。

(1)电缆本体故障。

(2)电缆附件故障。

(3)充油电缆信号系统故障。

2.按故障现象划分

按故障现象划分电缆线路故障可分为以下几种。

(1)电缆导体烧断、拉断而引起电缆线路故障。

(2)电缆绝缘被击穿而引起电缆线路故障。

3.按故障性质划分

按故障性质划分电缆线路故障可分为以下几种。

(1)接地故障。

(2)短路故障。

(3)断线故障。

(4)闪络性故障和混合故障。

(二)电缆线路故障的原因

在电缆线路的运行管理中,分析电缆故障发生的原因是非常重要的,从而达到减少电缆故障的目的。下面根据故障现象对不同部位的电缆线路故障进行详细分析。

1.电缆本体常见故障原因

(1)电缆本体导体烧断或拉断。电缆本体的导体断裂现象在电缆制造过程中一般不存在,它一般发生在电缆的安装、运行过程中。

(2)电缆本体绝缘被击穿。电缆绝缘被击穿的故障比较普遍,其原因主要有以下几种。

1)绝缘质量不符合要求:绝缘质量受设计、制造、施工等多方面因素的影响。

2)绝缘受潮:绝缘受潮会导致绝缘老化而被击穿。

3)绝缘老化变质:电缆绝缘长期在电和热的双重作用下运行,其物理性能将发生变化,导致绝缘强度降低或介质损耗增大,最终引起绝缘损坏发生故障。(www.xing528.com)

4)外护层绝缘损坏。对于超高压单芯电缆来讲,电缆的外护层也必须有很好的绝缘。否则,将大大影响电缆的输送容量或是造成绝缘过热而电缆损坏。

2.电缆附件常见故障原因

这里所说的电缆附件指电缆线路的户外终端、户内终端及接头。电缆附件故障在电缆事故中居很大比例,且大部分布生在10kV及以下的电缆线路上,主要有以下原因。

(1)绝缘击穿。

(2)导体断裂。

(三)电缆线路常见故障缺陷的处理方法

电缆线路发生故障后,必须立即进行修理工作,以免水分大量侵入,扩大故障范围。消除故障必须做到彻底、干净,否则虽经修复可用,日久仍会引起故障,造成重复修理,损失更大。故障的修复需要掌握两项重要原则:①电缆受潮部分应予锯除;②绝缘材料或绝缘介质有碳化现象应予更换。

运行管理中的电缆线路故障可分为运行故障和试验故障。

1.运行故障

运行故障是指电缆在运行中,因绝缘击穿或导体损而引起保护器动作突然停止供电的事故,或因绝缘击穿发单相接地,虽未造成突然停止供电但又需要退出运行的故障。运行中发生故障多半造成电缆严重烧伤,需消除故障重新接复,但单相接地不跳闸的故障尚可局部修理。

(1)电缆线路单相接地(未跳闸)。此类故障一般电缆导体的损伤只是局部的。如果是属于机械损伤,而故障点附近的土壤又较干燥时,一般可进行局部修理,加添一只假接头,即不将电缆芯锯断,仅将故障点绝缘加强即可。20～35kV分相铅包电缆,修理单相或两相的则更多。

(2)电缆线路其他接地或短路故障。发生除单相接地(未跳闸)以外的其他故障时,电缆导体和绝缘的损伤一般较大,已不能局部修理。这时必须将故障点和已受潮的电缆全部锯除,换上同规格的电缆,安装新的电缆接头或终端。

(3)电缆终端故障。电缆终端一般留有余线,因此发生故障后一般进行彻底修复,为了去除潮气,将电缆去除一段后重新制作终端。

2.试验故障

试验故障是指在预防性试验中绝缘击穿或绝缘不良而必须进行检修才能恢复供电的故障。

(1)定期清扫。一般在停电做电气试验时擦净即可。不停电时,应拿装在绝缘棒上的油漆刷子,在人体和带电部分保持安全距离的情况下,将绝缘套管表面的污秽扫去,如果是电缆漏出的油等油性污秽,可在刷子上沾些丙酮擦除。

(2)定期带电水冲。在人体和带电部分保持安全距离的情况下,用绝缘水管通过水泵用水冲洗绝缘套管,将污秽冲去。

3.电缆的白蚁危害

白蚁的食物主要是木材、草根和纤维制品等,电缆的内、外护层并非是白蚁的食料,但在它们寻找食物的过程中会破坏电缆的外护层。白蚁能把电缆护层咬穿,使电缆绝缘受潮而损坏。因此电缆线路上还必须对白蚁的危害加以防治,其方法有以下几种。

(1)在发现有白蚁的地区采用防咬护层的电缆。

(2)当敷设前或敷设后对电缆线路还未造成损坏时,可采用毒杀的方法防止白蚁的危害。

4.电缆线路的机械外力损伤的预防

电缆线路的机械外损占电缆线路故障原因的很大部分,而非电缆施工人员引起的电缆机械外损故障占了绝大部分,这对电缆线路的运行带来了严重的威胁,因此必须做好预防机械外损的工作,防止不必要的损坏。

三、电力电缆一般试验项目及标准

(一)电缆试验项目

电缆终端和中间接头制作完毕后,应进行电气试验,以检验电缆施工质量。电缆工程施工后的交接试验按照国家标准《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150—2006)的规定,应进行的试验项目如下所述。

(1)测量绝缘电阻。

(2)直流耐压试验及泄漏电流测量。

(3)检查电缆线路的相位。

(4)充油电缆的绝缘油试验。充油电缆还应进行护层试验、油流试验及浸渍系数试验等。

(二)绝缘电阻试验

测量绝缘电阻是检查电缆线路绝缘状况最简单、最基本的方法。测量绝缘电阻一般使用绝缘电阻表。测量过程中,应读取电压15s和60s时的绝缘电阻值R15和R60,而R60/R15的比值称为吸收比。在同样测试条件下,电缆绝缘越好,吸收比的值越大。

电缆的绝缘电阻值一般不作具体规定,判断电缆绝缘情况应与原始记录进行比较,一般三相不平衡系数不应大于2.5。由于温度对电缆绝缘电阻值有所影响,在做电缆绝缘测试时,应将气温、湿度等天气情况做好记录,以备比较时参考。

1kV以下电压等级的电缆用500～1000V绝缘电阻表;1kV以上电压等级的电缆用1000～2500V绝缘电阻表。

测量电力电缆绝缘电阻的步骤及注意事项如下所述。

(1)试验前电缆要充分放电并接地,方法是将电缆导体及电缆金属护套接地。

(2)根据被试电缆的额定电压选择适当的兆欧表,并做空载和短路实验,检查仪表是否完好。

(3)若使用手摇式绝缘电阻表,应将绝缘电阻表放置在平稳的地方,将电缆终端套管表面擦净。绝缘电阻表有3个接线端子:接地端子E、屏蔽端子G、线路端子L。为了减小表面泄漏可这样接线:用电缆另一导体作为屏蔽回路,将该导体两端用金属软线连接到被测试的套管或绝缘上并缠绕几圈,再引接到兆欧表的屏蔽端子上。

(4)应注意,线路端子上引出的软线处于高压状态,不可拖放在地上,应悬空。摇测方法是“先摇后搭,先撤后停”。

(5)手摇绝缘电阻表,到达额定转速后,再搭接到被测导体上。一般在测量绝缘电阻的同时测定吸收比,故应读取15s和60s时的绝缘电阻值。

(6)每次测完绝缘电阻后都要将电缆放电、接地。电缆线路越长、绝缘状况越好,则接地时间越长,一般不少于1min。

(三)交流耐压试验和泄漏电流测量

交流电压试验结合局部放电测量被证明效果良好。现场的局部放电试验主要是检查电缆附件及接头。因为电缆本身已进行出厂检验,现场还做了外护套试验,是不会有问题的。局部放电试验正广泛应用于现场试验。目前主要是利用超高频和超声波进行现场局部放电探测,测量点主要是接头和终端。

(四)电缆相位检查

电缆敷设完毕在制作电缆终端前,应核对相位;终端制作后应进行相位标志。这项工作对于单个用电设备关系不大,但对于输电网络、双电源系统和有备用电源的重要用户以及有并联电缆运行的系统有重要意义,相位不可有错。

核对相位的方法很多。比较简单的方法是在电缆的一端任意两根导体接入一个用干电池2～4节串联的低压直流电源,假定接正极的导体为A相,接负极的导体为B相,在电缆的另一端用直流电压表或万用表的10V电压挡测量任意两根导体。