淺析500kV充油電纜上終端故障及油處理

李勇琦

（調峰調頻發電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 510630）

淺析500kV充油電纜上終端故障及油處理

李勇琦

（調峰調頻發電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 510630）

簡要介紹了某廠500kV1號高壓充油電纜B相上終端含有乙炔的故障情況及電纜油處理方法。詳細闡述500kV充油電纜上終端含有乙炔的情況和電纜油處理的工作過程及后續跟進情況分析，以給廣大高壓充油電纜用戶提供參考和借鑒。

充油電纜；終端；故障；乙炔；油處理。

1 設備基本情況簡介

某電廠500kV充油電纜采用法國ALCATEL公司法國廠生產的單相銅芯油浸漬紙絕緣鉛合金護層不銹鋼加強及鎧裝聚乙烯護套高壓充油電纜。電纜設計制造長度為500m，落差約為200m，電纜線芯額定橫截面積為800mm2，其最大輸送容量為492.25MVA。單相電纜總含油量約2000L，油的類型為T 3788。每相電纜上終端與5個MP 120型體積為100L的壓力油罐串聯形成補油系統以保證電纜油壓維持在一定范圍。電纜上終端油壓保護整定值（對應 25℃），正常值：0.154MPa；低壓報警：0.09MPa；跳閘值：0.07MPa；最大壓力報警：0.25MPa。

高壓充油電纜作為該電廠地下廠房高壓設備與戶外高壓設備的電氣連接元件，有電壓高、距離長、落差大的特點。電纜終端作為電纜與廠房戶外高壓設備連接設備是高壓充油電纜的薄弱部位。該電纜終端為電容錐式電纜終端,該種全封閉組合電器用電纜終端頭專用于電纜與SF6氣體絕緣全封閉組合電器的連接。（圖1電纜連接示意圖）

圖1 電纜連接示意圖

2006年8月22日該電廠500kV 1號充油電纜油樣色譜分析發現B相電纜上終端電纜油存在乙炔1.0μL/L，中試所復核化驗結果為0.45μL/L，確認含有乙炔。南方電網《電力設備預防性試驗規程》中規定：乙炔含量注意值為痕量（1μL/L）。由于乙炔含量較小，中試所建議進行跟蹤分析。根據實際情況及中試所的建議，該電纜恢復運行，并計劃每個月取油樣進行跟蹤分析。

至2009年5月，乙炔含量測量值保持在1～3μL/L之間。根據該電纜終端結構特點，通過長時間的電纜油化驗跟蹤及長期局部放電在線監測進行綜合分析判定，該電纜上終端電容錐內部存在間歇性局部放電的可能性最大。為了消除該設備隱患，提高設備運行的可靠性，決定對該電纜終端電容錐進行更換及對含有乙炔的電纜油進行濾油處理。

2 1號充油電纜電纜油處理

2.1 電纜油處理方法

該方法以兩臺電纜濾油機同時分別對電纜和壓力油罐進行油處理工作，以達到良好的濾油效果而又縮短電纜退備時間為目的。電纜油處理主要目的是脫去B相電纜油內的氣體尤其是乙炔。

2.2 電纜油處理前期準備

（1）檢查確認電纜濾油機工作狀況良好，取樣確認濾油機、管路、新油狀態良好。

（2）管路清洗：將要用到的管路與外置過濾器、減壓閥、三通閥等串聯起來，用油機進行30min沖洗，取樣進行顆粒度測試,合格后停止清洗。

（3）將新電纜油70L注入油機循環過濾2h，過濾好后取油樣試驗合格，記錄試驗數據。

（4）將備用壓力油缸與濾油機連接，進行備用壓力油缸循環過濾約3h，過濾好后進行油樣和氣體殘壓RGP試驗，直至滿足要求。

（5）用濾油機中濾好的新油打入檢修油管中，同時將檢修油管中的舊油排出，并在下終端檢修油管處準備空油桶回收。

（6）對檢修油管進行氣體殘壓RGP測試，直到合格為止。

（7）投入運行前電纜油氣體殘壓RGP標準：不大于1.995MPa。

（8）新油（10桶）準備，完成新油化驗。

（9）完成電纜檢修前油樣和氣體殘壓RGP試驗。

2.3 電纜油處理工作過程介紹

（1）按電纜油處理示意圖（圖2）完成相關濾油設備連接。

圖2 電纜油處理示意圖

（2）上終端電容錐排油及電纜換油詳細工作步驟

1）上終端頂部取樣口，底部出油口關閉。

2）頂部取樣口接管至真空罐低位閥（帶手動閥）。

3）底部取樣口接管至電容錐備用油箱（帶閥）再出口（帶閥）到真空罐高位閥。

4）連接真空泵與真空罐開始抽真空。

5）打開真空罐與電容錐備用油箱閥門（進出兩個），對電容錐備用油箱及至上終端底部出油口管路抽真空（底部取樣口處閥門必須關閉）。

6）打開真空罐與頂部取樣口閥門，對真空罐至頂部取樣口管路抽真空（頂部取樣口處閥門必須關閉）。

7）真空罐接上真空計，抽真空至真空度小于10Pa。

8）檢查電容錐備用油箱進出口閥都在頂部（翻滾電容錐備用油箱實現），同時墊高出口側與真空罐連接側。

9）確認真空度合格后，關閉與電纜下終端相連的檢修油罐出口閥。

10）打開上終端底部出油閥對上終端底部進行抽真空排油。

11）上一步操作約10min后，打開上終端頂部取樣口處閥后，從上終端頂部對上終端進行抽真空。（該管路不再出油則上終端頂部已形成真空）

12）繼續上終端底部排油，約15min后，認為上終端電容錐已排油差不多完全，可以進行電纜換油工作。

13）將3個電纜下終端相連的備用壓力油罐補入取樣合格過濾后的新油，大于0.15MPa小于0.25MPa即具備補油條件。

14）停止對檢修壓力油罐補油，打開檢修油罐至電纜下終端閥門，開始對電纜進行補油，至檢修油罐壓力不小于0.06MPa，一般0.08MPa時停止補油。

15）檢修油罐壓力至0.08MPa后關閉出口閥，重新注油入檢修油罐壓力應不大于0.25MPa。

16）檢修油罐注好油后重新打開出口閥，對電纜進行補油。

17）當收集排油的電容錐備用油箱滿后（與真空罐相連的管路抽出油時），關閉上終端頂部取樣口閥門及底部出油口閥門及檢修油罐出口閥門。

18）關閉真空泵出口閥，關閉真空罐與上終端頂部取樣口連接閥門，關閉真空罐與電容錐備用油箱閥門，打開真空罐與大氣連接閥，破壞真空罐真空。

19）關閉電容錐備用油箱進出口閥門，并拆除兩側連接管。

20）將電容錐備用油箱用天車吊起，進口側朝上，并打開閥門破壞真空。出口側朝下，接上排油管后，打開出口側閥門，進行電容錐備用油箱排油。重復以上步驟，進行電纜換油。

21）當日停止對電纜換油時，必須對上終端電容錐重新注滿油。

22）檢修油罐對電纜補油關閉上終端底部出油閥。只保留上終端頂部取樣口閥門打開并繼續抽真空。

23）檢修油罐對電纜補油，當壓力至0.08MPa時停止補油。關閉檢修油罐出口閥，至檢修油罐重新注好油，再繼續補油。

24）至真空罐與上終端頂部取樣口連接管，抽真空能抽出大量油時，則上終端已重新注滿油。

25）關閉上終端頂部取樣口閥門，檢查上終端底部出油閥已關閉。

26）打開檢修油罐出口閥，讓檢修油罐與下終端相連，使電纜保持帶壓。

（3）電纜沖洗5桶油后取上終端油樣化驗，確認上終端電纜油合格可進行上終端電容錐更換工作。

（4）完成B相電纜上終端電容錐更換，將過濾后且油樣化驗合格的油對安裝好的新的電容錐進行沖洗。B相電纜上終端套管安裝完成后開始電纜上終端抽真空。電纜上終端抽真空抽12h，至0.00266MPa后完成真空泄漏試驗，試驗結果真空度要求小于0.038MPa，否則進行查漏處理。

（5）電纜完成抽真空后，進行電纜上終端檢修后油處理工作，如上操作排完上終端油后，再沖洗2真空罐電纜油。最后重新補滿上終端電纜油，之后開始靜置24h。

（6）電纜本體、終端油處理期間完成5個壓力油罐的拆除、油處理，油樣化驗、氣體殘壓RGP試驗均合格后進行安裝。

（7）最后沖洗及安裝B相上終端至B相壓力油罐油管。先在B相上終端側接入真空罐進行抽真空抽走管路殘留電纜油，然后B相壓力油罐側油管連接2號檢修油罐，在B相上終端側接入真空罐進行抽真空清洗該段管路（1真空罐油），關閉真空罐側閥門使管路充滿電纜油，最后調節2號檢修油罐出口閥讓B相上終端管路保持冒出少量油后進行與電纜上終端底部出油頂針閥對接。同理完成B相壓力油罐側油管和B相5個壓力油罐間管路連接。必須嚴格執行以下操作，油罐間管路連接時防止空氣進入管路，保持冒出少量油后進行對接。

（8）靜置24h后取B相上終端、下終端、上底部油樣試驗。

（9）最后上終端進行耐壓試驗，上下終端耐壓試驗后油化驗和RGP試驗。

（10）電纜油處理時收集到的由本體排出的電纜油進行過濾處理并且化驗合格后可繼續使用。

3 電纜濾油處理注意事項

（1）所有濾油設備：濾油機、管路、閥門、過濾器、檢修銅管等必須進行清洗，并取油樣試驗合格后方可使用，防止二次污染導致電纜故障擴大。

（2）管路連接尤其是檢修銅管與電纜下終端連接時必須由專業技術員完成，因為電纜下終端為2MPa高油壓，操作不慎可能導致電纜下終端底部頂針閥故障，造成電纜下終端漏油故障。

（3）設備充油管路對接時為了防止空氣進入管路，必須保持冒出少量油后進行對接。

（4）過濾后的新油必須取油樣試驗合格后方可注入電纜本體，防止二次污染導致電纜故障擴大。

（5）電纜本體終端油處理、抽真空必須由專業技術員進行操作，防止操作失誤導致空氣及雜質進入電纜本體擴大電纜故障。

（6）抽真空必須保證電源的可靠性，要求電源是相互獨立的雙電源配置，在工作過程中安排專人值守，當電源出現問題時及時進行切換。

4 電纜后續跟蹤及分析總結

2009年5月11日到5月27日完成1號電纜B相上終端電容錐更換工作，期間油務方面完成主要工作為：1）檢修過程中所有油化驗工作；2）B相電纜油處理工作；3）B相5個壓力油罐油處理工作；4）更換電容錐后，新油沖洗電容錐等工作。所有油化驗試驗合格后于2009年5月31日1號電纜投運。投運一個月后（2009年6月27日）對1號電纜進行油化試驗，結果正常，我廠及中試所均未檢測有乙炔。投運第3個月后（2009年8月16日）對1號電纜進行油化試驗，我廠檢測到B相上終端乙炔含量為0.13μL/L，中試所復測檢測到B相上終端乙炔含量為0.12μL/L。

通過與中試所共同探討分析，認為500kV1號電纜B相上終端目前未發生局放故障，1號電纜B相上終端含有痕量乙炔（且遠小于1μL/L）不影響電纜正常運行，痕量乙炔出現原因可能為電纜本體內舊油含有乙炔，電纜長時間運行后慢慢釋放出來。并決定每2個月對500kV1號電纜B相進行取油樣色譜分析，跟進乙炔含量變化情況。

TM247+.3

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1672-5387（2010）02-0021-03

2010-01-25

李勇琦（1979－），男，工程師，從事電氣檢修及化學技術監督工作。