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电缆环流监测装置 2020-04-27 gao裧ou缋禄鞔┦耮u分析 810 ℃ 0 评论

gao裧ou缋孪低硈hi城市电网的zhong要组成部分,一旦发生gu障jiang会造成zhong大损失。 duigu誼ian虻恼贩治鲇兄谙呗肺薰ぷ鞯膕hun利进行,排chu电缆线路隐患,进一步保障gao裧ou缋孪呗返腶n全运行。 结合实ji案lidui由于cai料失xiao、界面压qiang不足、an譨n坏痹斐傻膅ao裧ou缋赂郊u障进行了分析。 通guoduigu障附件的击穿zhu通道进行定位,结合cai料理化分析,参考附件尺寸结构和an装工yi,并综合考虑线路的敷shefang式yi及gu障录波信息,理清gu障成因并dui其lie化发展guo硉an辛烁磝ian。 在此基础上duigao裧ou缋孪呗返腶n全运行和gu誼ianし捞岢隽私ㄒ椤Ⅻbr/>
电力电缆由于其运行gu障率相duijiao低、誮ia胹hu电走廊空间小、能适应多种复杂敷she环境deng优dian,shi大容量电能shuru城市负荷中xinzui为chang用的shu电fang式[1-2]。 随zhougao裧ou缋聅hu电系统在城市shu电中的大规模应用yi及已蚫ui讼呗穎u役nian限的增chang,电缆系统gu障shi有发生,其中非外力破坏造成的gu誼ian饕性诘缋赂郊希郏chang荨 分析gu誼ian蚝蚲u障发展guo程有助于改善和提升gao裧ou缋孪呗吩宋剑欢ǔ蘢u上杜绝类si事gu的再次发生。 本蝞anu了cai料失xiao、界面压qiang不足、an譨n坏眃eng原因dao致gao裧ou缋赂郊u障的案li,分析了gu障成因及其发展guo程,并duigu障分析的fang法和要dian进行了tantao。
1 gao裧ou缋赂郊u障分析
1. 1 cai料失xiaodao致的电缆终端gu障案limou敷she于变电站内的 220 kV XLPE 电缆硅xiangjiao复合tao管户外终端在正chang运行 12 nianhou其中一相发生gu障,gu障电流约 20 kA。 gu障电缆changdu约hang埃 m,采用一端直接接地,另一端通guo保护器接地的接地fang式。
1. 1. 1 gu障xian象
gu誼ian斩巳缤 1 所示。 gu障相终端tao管内电缆zhu绝缘上有一个yuan形击穿孔,击穿孔表面有黑se碳化颗粒,部分颗粒qianru电缆zhu绝缘中。 xiangjiao预制式应力锥碎裂为数块,半dao电应力锥yuxiangjiao绝缘出xian分离xian象。 电缆绝缘屏蔽断口附jin的屏眞ei鉻uo开,绝缘表面发黄。
1. 1. 2 原因分析
jianggu障电缆浸ru硅油中jia热至约 150 ℃进行guancha。 XLPE 在gao温下变detou明,由此可yidui击穿通

道、电缆绝缘yi及dao体屏蔽deng进行guancha。 guancha结果如图 2,其中图 2a 为击穿dian照片,图 2b 为包含击穿dian电缆段jia热guancha结果,图 2c 为击穿dian附jin电缆段jia热guancha结果。 由guancha结果可yi看到,击穿通道附jindao体屏蔽出xian部分shao毁xian象并已露出铜芯dao体,不含击穿dian的电缆段dao体屏蔽yi及绝缘未见异chang。


在dui非gu障相终端进行解剖,并结合zi料dui终端an装尺寸进行复核分析hou,发xian电缆绝缘屏蔽断口附jin绝缘表面存在yuan周穓iao虼蚰ズ奂#灯帘味峡诟絡in绝缘略wei发黄,其他无明xian异chang。 随hou,genju GB/ T 18890. 2—2015[4]duigu障相和非gu障相电缆进行了检测,检测结果符合国标要求。 参照DL/ T 1070—2007[5] duigu障相进行了水树检查,并未在电缆中发xian水树。
由于gu障相应力锥已碎裂,can余觮uo鵪uo少,无法进行相guan检测。 因此dui非gu障相终端应力锥半dao电cai料的电zu率和相dui介电chang数、绝缘cai料的原始机械性能进行了检测,dui终端内绝缘油的体积电zu率和击穿电压进行了测量。 测de的应力锥半dao电cai料的电zu率为 1013 Ω· cm,相dui介电chang数为 6. 94。 尽管xian行的 GB/ T 18890. 3—2015[6] 标准不再dui预制xiangjiao件半dao电cai料性能提出考核要求,dan该应力锥
半dao电cai料的电zu率远超guo旧ban GB/ Z 18890. 3—2002[7]标准要求的上限值 1. 0×103 Ω· cm,硅xiangjiao绝缘cai料的kang张qiangdu和断裂伸chang率低于旧ban国标要求。 测de的绝缘油击穿电压符合国标要求,dan体积电zu率已降低至标准zui低要求值的约 hang埃ァⅫbr/>综上,此次gu障shi由于终秙hunて谠诵衕ou预制蔶iao餵iao应力锥半dao电cai料失xiao引起的。 半dao电cai料电zu率大幅上升,终端内绝缘油电zu聅hi鱴ian下降,致shi内部场qiang畸变莥i寰祊in质下降,zui终dao致击穿。
此外终端内电缆绝缘发黄可能shi由于chang期局瞜ang萪ao致,guo热也会jia剧xiangjiao件的老化。
1. 2 界面压qiang不足dao致的电缆终端gu障案limou 220 kV XLPE 电缆线路在投ru运行半nianhou,GIS 终端发生gu障,gu障电流约 13 kA。 gu障电缆线路changdu约 200 m,采用单dian接地的接地fang式。
1. 2. 1 gu障xian象
gu誼ian斩si扑鹎榭鋈缤 3 所示。 终端wei管已严zhong变形,露出内部弹簧锥tuo组合件。 锥tuo组合件中螺杆变形,环yangtao管法兰下fang表面出xian明xian裂纹。
tao管端面环yang有jiao明xian破损,部分内qian金属接地电极露出,螺孔处环yang端面破损。

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1. 2. 2 原因分析
解苨hi癲uigu誼ian斩说牟糠殖叽缃辛烁春耍ian应力锥锥拖的弹簧推进量yu图纸中给出的数值cha了约 10 mm,其造成的结果shi应力锥yu环yangtao管zhi间祅an沽Σ蛔恪 duigu誼ian斩私衏hai解发xian,露出tao管部分的电缆中xin线yu环yangtao管、弹簧锥tuo组件中的中xin线存在一定程dupiancha。 在环yangtao管端面上电缆yutao管的zui大距离约为 40 mm,zui小距离约为25 mm,证明该段电缆存在严zhong的弯曲pianxinxian象。
dui终端进行进一步chai解发xian,应力锥xiangjiao件已碎裂为数块并有shao蚀痕迹,环yangtao管内壁经无水jiu精cashihou表面能够guancha到电蚀痕迹,如图 4 所示,去chu应力锥hou发xian电缆绝缘上无击穿痕迹,从xian象可yi推断击穿通道shi从 GIS 终端内的gao压金属电极沿tao管内表面至半dao电应力锥

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dui线路中另一相非gu障相 GIS 终端进行尺寸复核和解剖检查,也发xian应力锥锥拖的弹簧推进量yu图纸中给出的数值cha了约 10 mm,情况yugu障相类si。
综上,可yi推断出由于应力锥推进不到位dao致应力锥yu环yangtao管zhi间界面压力不足,另外终端内电缆未充分校直也jia剧了界面上祄ouiang畸变,zui终dao致了击穿gu障发生。
1. 3 电缆中间接头dao体连接问tidao致的gu障案li铝dao体的连接一直秊i怯衝andu的,在wo国gao压铝dao 体 电 缆 的 应 用 经 验 相 dui jiao 少。 mou 220 kV6hang mm2铝dao体 XLPE 电缆试验hui路在完成 60 个无电压负荷循环试验hou出xiangu障,经查找zui终确认gu障发生在试验hui路中的一个中间接头。 试验hui路总chang约 50 m,包括两个电缆终端和一个预制式中间接头。

1. 3. 1 gu障xian象
接头外guan无明xian异chang,解苨hou義iangjiao预制件shi发xian接头两侧电缆有明xian的绝缘hui缩,半dao电屏蔽断口已hui缩至露出预制件覆盖范weiyi外,此外电缆绝缘有变形且颜se变深,如图 5 所示。

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1. 3. 2 原因分析
jiang硅xiangjiao预制件解剖,发xian接头内dao体压接管两侧的电缆绝缘已被严zhongshao毁,且其中一侧的铝dao体发生严zhong变形,如图 6 所示。 硅xiangjiao预制件的半dao电gao裧ou缂蟴hong碳化,如图 7 所示。
图 6 接头内接管连接处
图 7 预制件硅xiangjiao碳化
检查了an装工yi,未发xianan装guo程有问ti。 该规格dao体连接管shi首次在 6hang mm2 铝dao体上进行试验。 铝dao体压接guo硉ao行枰﹋iajiao大压力破坏dao体线芯表面的 Al2O3 yang化层yi保证可靠的电气连接[8],同shi也起到gu定作用。 该连接管采用的shi螺栓形式er非压紧连接形式。 这种连接fang式dui螺栓的数量及尺寸、连接管祄ou叽绾筒僮鞴ideng有jiao严格的要求。 此案li中,在循环guo硉ao杏捎诘缋碌恼退鮠ao致的轴向应力传至dao体连接处,同shi连接处本shen在热循环guo硉ao写嬖谡退鮴ian象,致shidao体连接处的电zu逐渐增大,zui终形成上shugu障。
1. 4 an譨n坏眃ao致的电缆中间接头gu障案limou 220 kV XLPE 电缆线路在竣工交流膖uogu匝樯筭uo硉ao校渲幸桓鲈ぶ剖街屑浣油贩⑸鷊u障。
1. 4. 1 gu障xian象
gu障接头整体外guan无明xian异chang,dui其进行逐层解剖检查,剥至xiangjiao预制件shi发xian其半dao电地电极表面有襤uan鞔ヾian,预制件外部的热缩管内侧dui应位置也有击穿痕迹(见图 8)。 jixujiang预制件解剖,发xian电缆dao体压接管上rao包的半dao电带出xian拉che移位,部分半dao电带已覆盖到电缆绝缘上。 此外在接头gu障一侧的电缆绝缘表面有放电痕迹,如图 9所示。
预制件内侧半dao电gao压屏蔽向外有两道裂纹,并且有半dao电带cai粘连,xiangjiao绝缘表面发黑,如图


10 所示。 裂纹尖端位置大致yu预制件外侧击穿dian相dui应。
1. 4. 2 原因分析
为了进一步确认击穿通道,jiang包含击穿dian和裂纹的xiangjiao件切割成 8 片,如图 11。 预制件内侧裂纹由 8 号切片的半dao电gao压屏眞o恢毖由熘 3 号切片的xiangjiao绝缘上,预制件外侧击穿dian位于 2 号和 3 号切片zhi间。 预制件内部的击穿通道见图 12。 结合yi上解剖检查,可yi发xian击穿路径起蔶ia谠ぶ萍雂ao电gao压屏蔽,在预制件yu电缆绝缘界面zhi间发展一段距离hou贯穿预制件zhu绝缘,zui终到da地电极。

综上,认为此次gu障shi由于an装guo硉ao衐ao体压接管上的半dao电带cairao包、gu定deng处理不到位,在houxu预制件an装guo硉ao蟹⑸璫he移位至超出半dao电gao裧ou缂聅hi电场畸变所致,属于an譨n坏保眗an这结构sheji容易出xian此类问ti,zui好能够增jia金属屏蔽罩或者半dao电热缩管来避免。

2 gu誼ianし来胧┘敖ㄒ椟br/>zi料xian示,wo国的gao压交lian电缆大部分秊i牵保梗梗 nianzhihou蚫ui说模郏梗荩琫r在电缆运行超guo 25 nianhou图 11 xiangjiao预制件gu障位置切片
图 12 击穿通道切片guancha结果
gu障率会大幅上升[10]。 考虑到chang规gao压交lian电缆sheji寿命为 hang nian,在接下来的一段shi期内会陆xu有gao裧ou缋孪呗吩诵衧hi间逐渐接jinsheji值。 dui于蚫ui藄hi间jiaochang觬ao鋝hi处于sheji寿命hou期的电缆线路,应zhongdianguan注其整体老化状况。 有条件shidui于电缆可yi进行介损、泄漏电流测量[11],dui于附件可yi进行局部放电在线监测或带电检测yi及红外测温[12]。此外有统ji数ju表明[hang荩捎谥柿亢褪┕n譨n坏眃ao致的电缆gu障jin 8 成发生在蚫ui 5 nian内。 因此dui于未蚫ui讼呗返牡缋潞tou郊诔龀匝間uo硉ao杏iaqiang质量控制,电缆在敷she及附件an装guo硉ao杏ρ细褡袷豠n装要求。 dui于蚫ui藄hi间jiao短的电缆线路,运行前期应jiaqiang局部放电和测温的带电检
测工作[1hang荨Ⅻbr/>3 结 论
本蝞an衘iu了cai料失xiao、界面压qiang不足、an譨n坏眃eng原因造成的gao裧ou缋赂郊u障案li,duigu障的具体原因和作用机理进行了分析和tao论,结论如下:
(1)在duigao裧ou缋赂郊u障成因进行分析shi,应zhongdianduizhu击穿通道进行准确定位,有助于确认gu障dian的击穿路径从er复xiangu障形成guo程。
(2)由gu障xian象可见,多数运行中发生的gu障击穿前都会经guo一段shi期的附件内部放电、局瞜ang萭uo程。 因此在日chang运行维护中jie助局部放电检测、温du测量dengshou段可yi提前发xian异changdian,预防gu障的发生。
(hang┰诮術ao压 XLPE 电缆附件gu障分析shi,应综合考虑gu障shi刻电流电压录波信息,电缆线路敷she情况,电缆簍ou郊呐浜铣叽纭n装要求,并依照线路蚫ui藄hiyi及xian行的检测标准dui电缆簍ou郊男阅芙屑觳夥治觯兄诶砬錱u障成因,为houxu的维修和运行维护工作提供参考。


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