摘要:随着经济的不断发展,生产水平的不断进步,如今的我们对于变电所高压电缆的安全性能有了更高的要求,而面对如今高压电缆领域广泛存在的许多安全隐患,尤其是绝缘层出现的材料缺陷和因此带来的绝缘水平较低、内部积水等问题,本文将通过一系列的技术分析和成本试验,结合某地的高压电缆铺设失败带来巨大经济损失的经验,提出了一些具体的治理方式和解决措施。
关键词:高压电缆;安全隐患;治理
引言
最有效减少事故的方法首先应该是从根源解决,一劳永逸地消除和控制事故隐患,可以保证电厂的安全生产,并且保证经济的发展和人民的需求,但这几乎是艰巨到不能实现的任务,我们从认识隐患,分析隐患到解决隐患,只有采用科学的方法理性的分析,才能最大程度地减小事故发生的概率。“人无远虑,必有近忧”,从根源上消除隐患或许太过理想,这时,建立良好的事故应对策略就成为必须的一部分。
1隐患现状
如今,6kV辅助装置变电所是常用的变电所之一,因为不断提高的需求,其负荷也在迅速增大,这不仅加剧了故障发生的可能性和维修的要求,一旦发生故障,停产检修将会给工厂带来巨大的经济损失。而高压电缆是建立在供电与用电之间的桥梁,起到传输电能,平衡供需的重要作用,其广泛的应用也导致故障常有发生。
1.1高压电缆绝缘层问题
某地因为变电所电缆故障问题造成了巨大损失,经过检验发现,故障的原因是电缆部件中部分绝缘屏蔽层和绝缘层或缠绕或分离,不仅失去了原有的作用,还导致有土壤或空气中的水分进入其中,形成“水树枝”的现象。“水树枝”现象,顾名思义,是一种因为电缆内部与水直接接触而产生的物理现象,它会在水和低电场条件下反复出现,而且很难被检测到,水树枝会导致电缆电阻下降,并且降低使用年限,最后使电缆的整个性能达不到预期效果。
1.2高压电缆终端层问题
电缆的终端头对于制作工艺和材料要求都极为严格,某地出现巨大故障的原因之一就是终端头的不合格,终端头的制作工艺大相径庭,大致可以分为三类:“第一类终端头高压极与接地极之间以无机材料作为外绝缘,并且有可以容纳绝缘浇注剂的防潮密封盒体,第二类终端头只具有容纳绝缘浇注剂的防潮密封盒体,第三类终端头以高分子材料制作”。在国际上户内电缆终端可任选一类,户外终端则更适宜选用第一或第三类终端。
1.3电缆运行问题
电缆的运行问题主要为两点,一是电缆路线的维护与监控问题,二是电缆桥架的安全隐患问题。电缆线路的监控问题我们放在措施里面细谈,在这里我们详细分析电缆桥架的安全隐患,我们知道,电缆敷设路径错综复杂,有的也会穿越一些生态环境恶劣地区,例如石灰区和重碱区,区域内的电缆面临着巨大的腐蚀危险,部分电缆桥架会发生锈蚀,进而引发倾斜或坍塌的安全隐患。有些电缆桥架上存在电缆杂乱无章、胡乱缠绕的情形,也会导致极为严重的后果。
2治理技术方案
2.1高压电缆材料的研发与替换
某地之所以会出现这样的状况,综其原因,是发生故障的电缆的半导电绝缘屏蔽层的材料没有达到国标标准,导致了电缆对外界环境适应力不够,并且因此导致的绝缘水平下降又是另外一个问题,绝缘水平关乎到发生单向接地故障时电压的大小,并由此影响其运行时长,如果不能立刻停电消除故障,最终还会导致损坏,产生更大的故障和损失。
某地的改良措施是将不合格的高压电缆换成铜芯交联聚乙烯绝缘电缆,这种新型电缆半导电料和绝缘材料能够紧密结合,进而可以避免绝缘屏蔽层与绝缘层之间出现水树枝等现象,大大提高了安全性能。这给予我们的启示是,在这样一个注重创新和科技的时代,对于企业和国家而言,科技的研发才是解决问题的良好途径,“科学技术才是第一生产力”。
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2.2电缆终端的改良
高压电缆从内到外的组成部分包括:导体、绝缘、内护层、填充料(铠装)、外绝缘五部分,但除了这些外,电缆终端头也是影响电缆品质的一员。
用冷缩终端头取代干包头是某地改良的第二项措施,它具有操作简单,小体积的优点,同其他电缆相比,它不需要加热更加安全且附件内部靠弹力压缩不易脱落。同样地,通过电缆部件的材料减少安全隐患时,我们更关注科技的研发,而在选用终端头时我们则应综合考虑各种因素,从中选出最佳方案,例如终端头的防水性好不好、耐久度如何、美不美观,能否埋地敷设,安全性能如何等等诸如此类。
2.3建立有效的桥架维护和更新机制
对位于空气较为湿热,或腐蚀性强的区域的电缆桥架,可以在方案设计时尽量避开这些危险地区,选择腐蚀小的环境,变更难度大的则可以更换防腐性更好的桥架材料,来确保电缆线路的安全运行。FRP(玻璃钢)桥架就是其中一种,它的耐腐蚀性极好,非常适合这些化学腐蚀地区,并且它还有轻便,隔热耐老化等诸多优点。对于那些无法更换的,也应该定期对这些桥梁做特殊的防腐处理,对于电缆的防腐措施,则可以设置金属护套(铝或铝合金)等以适应环境,并设置有效的维护和故障排查机制,减轻发生故障的可能性。
2.4设计并优化事故解决方案
施工环境对于安全隐患的影响也是极为重大的,而除了上述防水、防腐的举措我们还应该还应该采取有效的防火措施,环境问题还包括地形与土壤,要在系统设计上解决直埋,管,隧道铺设等方式带来的一系列隐患,可以在特殊地段采用蛇形敷设的方式,以吸收变形并更好地固定电缆。
交联聚乙烯电力电缆在生产中得到了广泛应用,是因为其轻便,性能稳定且铺设较为便利,高度落差对其影响不大等因素,但因为生产系统过大造成事故风险性增大,渐渐浮现出的阻碍电缆工业持续发展的缺陷也应该得到进一步的研究和解决,除了面对电缆本身的缺陷实行的新材料的研发,现阶段重要的是如何对电缆的运行进行远程监控,以便于我们能够及时发现和解决电缆的故障,以避免重大损失。
2.5制定管理制度
现阶段要想建立一个全信息化的监控机制是不现实的,因而涉及人工的管理制度是极为重要的,例如组织开展反对违章作业宣传等活动,制作警示牌以增强安全观念,……尤其是在汛期,火灾多发期和故障多发区,应该着重加强管理力度和排查力度。
对于电缆的远程监控和人工的实时排查是分不开的,组织职工人员定期进行安全生产隐患排查治理是避免高压电缆安全隐患的重中之重,如何建立高效的管理措施,以保证安全隐患可以在最短时间内得到发现和解决,如何落实各类应急预案,以保证故障发生时把损失降到最小,这些都是值得我们仔细考虑的问题。另外,公司平时也可以通过进行各项演习和讲座来加强员工的熟练度。
结语
经过改造后某地消除了安全方面的隐患,也为我们如何有效地解决高压电缆问题提供了范例,无论是对于科技的研发,信息系统的利用,还是对高压电缆系统的综合设计都并不全面,面对不同的情况我们应该坚持具体问题具体分析,才能更好地解决高压电缆系统的潜在隐患,在如今这样日新月异,飞速变迁的新时代,电力供应必须更好更稳,才能为新时代中国经济的发展提供良好的保证。
参考文献:
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[4]曾健.浅议高压变电所屏蔽电缆接地[J].继电器,2004(13):78-79+81.
论文作者:陈日河
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/17
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