深圳地区高压电缆接地环流偏大原因分析及整改措施论文_朱发万,颜子桓,张全,张荣安

(深圳供电局有限公司 广东.深圳 518000)

摘要:通过对深圳地区高压电缆接地环流偏大原因进行分析,找到最新的整改措施:对于电缆分段长度不均匀,严把审图关,严格审查电缆金属护层分段图,保证在交叉互联段内各段金属护层分段均匀,或者结合改迁机会重新对分段长度进行划分。对于同轴电缆内外芯接错的问题,在一个交叉互联段中,可在同轴电缆上做一个接头,将内外芯反压接回去,也可以调整连板的方向(需做好记录)。通过对历年连板接错的案例进行分析,若电缆交叉互联连板接错,则一般环流最大时可达线路负荷电流的50%左右。为防止交叉互联连板接错,研制出连板只有一种接法的新型交叉互联箱。

关键词:交叉互联 接地箱 接地环流 整改

0引言:深圳地区高压电缆接地环流偏大情况多发。根据中国南方电网有限责任公司发布的《电力设备预防性试验规程》(Q/CSG114002-2011)及中华人民共和国标准 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB 50150-2006)要求,接地电流不大于电缆负荷电流的10%。设I=50A,R=1Ω,那么每年电缆接地系统消耗的电能为:W=3I2RT=65700kW?h,造成的线损是非常惊人的[1] [7] [8] [9]。为了总结好的做法,防止高压电缆接地环流偏大情况出现。对深圳地区高压电缆接地环流偏大原因进行分析,总结各种整改措施,并对新颖独特的方法进行分析验证,提高电缆的运维水平。

1、电缆交叉互联概述

1.1为什么要交叉互联?

电缆金属护套感应电压与其接地方式有关。三芯电缆因自身具有良好的磁屏蔽,可在线路两个终端处将金属护套直接接地。而由三根单芯电缆组成的交流电缆线路,当导体中有电流通过时,与其平行的金属护套中将产生感应电压,如果像三芯电缆一样,两端金属护套都直接接地,金属护套中感应电压将形成以大地为回路的循环电流,这就在金属护套中产生电能损耗,并影响电缆线路输送容量。

1.2怎么进行交叉互联?

将三段长度相等或基本相等的电缆组成一个换位段,其中有两套绝缘接头,在每套绝缘接头中,依次将一相接头绝缘隔板一侧金属护套和另外一相接头绝缘隔板另一侧金属护套相互连接的方法,称为交叉互联。把Ⅰ段A相金属护套、第Ⅱ段B相金属护套和第Ⅲ段C相金属护套连接在一起,而它们的感应电压相位角相差120度,其合成电压接近于0。

1.3常见的交叉互联方式?

正常情况下,电缆金属护套交叉互联系统的换位方式有两种(以A相为例):A1-B2-C3。A1-C2-B3。

2相关案例

2.1案例一:电缆分段长度不均匀

2.1.1线路概况

220kV清中甲乙线为混合电缆线路,线路全长2.98公里,分别于1997年和2000年投产。共4组中间接头,分一个交叉互联段,外护套接地方式如下图所示,清中甲线内芯向中航站,外芯向上步终端站,清中乙线内芯向上步终端站,外芯向中航站。

2.1.2现场检查数据

2015年5月25日至6月2日,电缆二班对220kV清中甲乙线环流进行复测,检测结果如表1所示,通过开箱检查,所有互联箱连板连接正确,保护器外观正常,具体交叉互联箱情况见图1。

图1

清中甲线#2

清中乙线#2

清中乙线#3

2.1.3原因分析

从环流数据中可看出,清中甲线3相环路环流平衡,可推断出外护套绝缘正常,清中乙线三相环路环流均不平衡,外护套存在破损情况。

2.1.3.1经查询资料,2015年1月24日、26日,对清中甲乙线进行外护套预试,检测结果不合格,外护套破损是环流异常的原因。

2.2.2原因分析

翠超线#5接地箱内连板连接图

翠超线#4接地箱内连板连接图

通过打开#4、#5交叉互联箱,发现两个交叉互联箱内连板交叉连接方式不一致,且部分连板已经烧黑,环流实际的流动方向是:

A1-C2-A3, 41%-40%

B1-A2-B3, 45%-44%

C1-B2-C3, 57%-55%

错误的交叉互联方式导致了环流的偏大。班组申请停电将#4、#5交叉互联箱连板调整到一致,消除了该缺陷。

2.3案例三:同轴电缆内外芯方向错误

2.3.1一相电缆内外芯接错。

110kV交向线于2011年5月30日投产,纯电缆线路,回长3.76公里,共5组中间接头,2015年5月15日08:02,110kV交向线跳闸,B相#5中间接头击穿故障,现场对B相#5中间接头进行抢修,重新制作中间头和同轴电缆,#4、#5中间头具体的金属护层交叉互联方式如下:

因抢修过程中将B相#5中间接头同轴电缆内外芯接反,具体的交叉互联方式变为如下:

环流实际的流动方向是:A1-C2-B2-C1, B1-A2-C3, A3-B3。错误的金属护层连接方式将产生很大的环流。根据现场的实际情况,对接地箱内的连板连接方式进行了调整,恢复了正确的交叉互联方式具体如下:

2.3.2三相电缆内外芯接错。

若一个交叉互联段中有一组中间头三相内外芯方向都接错,可调整三相连板方向或将内外芯反压得到解决。

正确的金属护层交叉互联图

#1中间头三相内外芯同时接反的金属护层交叉互联图

此时的环流流动是:A1-C2-A3,B1-A2-B3,C1-B2-C3。

内外芯同时接反,调整交叉互联方式后的金属护层交叉互联图

虽然一个交叉互联段中同一组中间头同轴电缆内外芯同时接反,但是可以改变连板的连接方式,调整到正确的状态。调连板会导致两个中间头的连板连接方式不一致。

3整改措施

3.1分段长度不均匀

严把审图关,严格审查电缆金属护层分段图,保证在交叉互联段内各段金属护层分段均匀。

因电缆分段长度和排列方式后期无法改变,而分段长度、排列方式由正序、负序分量控制无法改变。可增大零序分量,增大回路电阻,降低环流。[2] [10]或者结合改迁机会重新对分段长度进行划分。

3.2连板连接错误

3.2.1利用计划停电,统一连板的连接方向。在接地箱箱盖画出正确的交叉互联图,每次拆除连板前要拍照,恢复连板时按图恢复。未将线路停运的情况下,有案例表明同轴电缆对地电压高达1000V。此时同轴电缆有引燃起火的隐患,在进行交叉互联维护检修时,必须在线路停运的情况下进行。[4]

3.2.2设计出一种防接错的连板,连板的恢复方式只有一种,具体如图:

3.3同轴电缆的内外芯方向错误

3.3.1在一个交叉互联段中,只有其中一相的内外芯方向错误,可根据实际情况调整连板,但是要注意连板间的绝缘距离,禁止出现短路情况。

3.3.2在一个交叉互联段中,同一组接头中,三相的内外芯方向同时错误,可在同轴电缆上做一个接头,将内外芯反压接回去。也可以调整三个连板的方向(需做好记录)。

3.3.3施工验收严格把关。对施工过程要加强监理,施工结束时要提供现场照片和完整的竣工资料。[1]

参考文献:

[1]罗智奕.一起110kV电缆线路的交叉互联接地系统缺陷分析[C].2010电力电缆状态检修技术交流会会议.北京:国家电网电力科学研究院,2010:159-163 .

[2]杨晓勇、王年孝.110kV小北甲、乙线电缆环流超标分析及处理.自建会议.

Xiao-yong Yang Wang Nianxiao. Small north b lines of 110 kv cable circulation exceeds bid analysis and processing. Self-built meeting.

[3]林智雄.高压单芯电力电缆交叉互联接地系统的缺陷和检测[J].企业技术开发,2014,33(27):101-102.

Lin Zhixiong. High voltage single-core power cable cross interconnection of the grounding system defects and detection [J]. Journal of technology development of the enterprise, 2014 (27) : 101-102.

[4]张巍.110kV电缆交叉互联不完全换位引发的事故分析[J],科技专论:232.

ZHANG wei.110 kv cable cross interconnection is not complete transposition of accident analysis [J], monograph of science and technology, 232.

[5]闫圆.高压电缆金属护套接地环流过大问题探讨[J].机电信息,2012,(3):31-32.

YAN yuan.High voltage cable metal sheath grounding excessive circulation problem study [J]. Mechanical and electrical information, 2012, (3) : 31-32.

[6]史传卿.供用电工人职业技能培训教材《电力电缆》[M].北京:中国电力出版社,2006.

[7]江日洪.《交联聚乙烯电力电缆线路》第二版[M]. 北京:中国电力出版社,2009.

[8]王敬镕、牛均莲. 21世纪高等学校规划教材《电路与磁路》[M].北京:中国电力出版社,2006.

[9]王伟等.《交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础》第三版[M].西安:西北工业大学出版社,2011.

[10]刘刚、刘毅刚.《高压交联聚乙烯电缆试验及维护技术》[M]. 北京:中国电力出版社,2011.

[11]魏华勇、孙启伟、彭勇等.《电力电缆施工与运行技术》[M]. 北京:中国电力出版社,2013.

作者简介:

朱发万(1990),男,重庆市人,助理工程师,工学学士,主要从事高压电缆的运行维护检修和试验工作。

颜子桓(1991),男,广东云浮人,工学学士,主要从事高压电缆的运行维护检修和试验工作。

张全(1990),男,江苏徐州人,主要从事高压电缆的运行维护检修和试验工作。

张荣安(1990),男,广东五华人,工学硕士,主要从事高压电缆的运行维护检修和试验工作。

论文作者:朱发万,颜子桓,张全,张荣安

论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期

论文发表时间:2017/1/19

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