電纜施工和使用中常見問題及預(yù)防措施

趙士林，張繼鵬，岳紅濤

(特變電工股份有限公司新疆線纜廠，新疆 昌吉831100)

0 引言

在中、低壓電力電纜的敷設(shè)放線、驗收試驗、通電運行中，有時會突發(fā)一些問題和故障，對電纜的施工進度、安裝質(zhì)量和電網(wǎng)的安全運行造成影響。對這些問題的分析和處理，不但涉及到電纜的制造、敷設(shè)驗收、運行管理、附件安裝，還涉及到了電纜載波、電纜零序電流阻斷等相關(guān)電工技術(shù)。問題的現(xiàn)場處理單靠電纜制造或使用單位努力往往無法得到妥善解決。因此分析這些問題發(fā)生的原因，并采取正確的處理方式進行預(yù)防，對保證電纜線路供電的安全穩(wěn)定性具有現(xiàn)實意義。

1 電纜局部扭曲

1.1 問題描述

某公司訂購電纜NH-YJV 0.6/1 kV 5×10長度3 000 m、60227IEC53(RVV)300/500V 4×2.5長度4 000 m，全部為整段裝盤交貨。客戶現(xiàn)場放線過程中放線盤上卻出現(xiàn)了電纜局部扭曲變形現(xiàn)象，見圖1。

1.2 原因分析

圖1 電纜扭曲變形圖片

經(jīng)查，此類問題主要出現(xiàn)在小規(guī)格、大長度整盤供貨的電纜。主要原因是電纜盤內(nèi)電纜制造過程殘余的扭力，在電纜放線過程中因慣性作用，致使電纜盤的旋轉(zhuǎn)放線速度比電纜本體的牽引速度快，所以沿電纜的軸線產(chǎn)生了后推力，使電纜盤內(nèi)的電纜松動，電纜殘余扭力反復(fù)和積累，造成局部區(qū)域的電纜出現(xiàn)扭曲變形。

1.3 預(yù)防措施

(1)在遇到此類小規(guī)格、大長度電纜整段裝盤訂貨時，要事先與客戶進行溝通，爭取將電纜的供貨長度控制在1 km以內(nèi)，以減小電纜扭曲變形問題出現(xiàn)的幾率。

(2)要在廠內(nèi)控制好電纜盤制造、線盤卷繞環(huán)節(jié)，釋放制造過程中產(chǎn)生的軸向應(yīng)力，防止盤內(nèi)出現(xiàn)過大間隙。

(3)當(dāng)電纜放線過程出現(xiàn)局部扭曲變形現(xiàn)象后，將電纜返廠重新復(fù)繞、排線，消除扭力。

2 35kV單芯電纜熱擊穿

2.1 問題描述

某電站采購三根YJV62 26/35 kV 1×300的單芯非磁性鎧裝電纜，線路長度1 800 m，直埋敷設(shè)。線路敷設(shè)驗收合格運行供電6天后，發(fā)生兩相短路接地故障。開挖故障區(qū)發(fā)現(xiàn)三根電纜局部分別穿入了三根封閉性鋼管，穿管長度長達6 m，電纜的兩相故障點都位于所穿鋼管內(nèi)，開挖后的現(xiàn)場故障情況見圖2。

圖2 YJV62 26/35 kV 1×300電纜故障開挖后情況

2.2 原因分析

GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中5.4.1第2條規(guī)定，交流單芯電纜以單根穿管時，不得采用未分割磁路的鋼管;同時GB 50303—2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)中第15.1.1條也規(guī)定，三相或單相的交流單芯電纜，不得單獨穿于鋼導(dǎo)管內(nèi)。因交流單芯電纜穿入帶有磁性的封閉性鋼管內(nèi)敷設(shè)，通交流電后會在鋼管內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)渦流，對電纜加熱，造成電纜發(fā)生熱擊穿。

2.3 預(yù)防措施

(1)應(yīng)向客戶提供電纜使用說明書，要求客戶在交流場合使用單芯電纜時，嚴(yán)禁穿入鋼管使用。

(2)交流單芯電纜在剛性固定時，禁止采用鐵絲捆扎，宜采用鋁合金等不構(gòu)成磁性閉合回路的夾具。

(3)交流單芯電纜因穿越道路等情況需要局部穿管進行電纜防護時，宜采用非磁性材料的金屬管或非金屬管，如硬質(zhì)塑料管等。

3 中壓電纜終端電擊穿

3.1 問題描述

中壓交聯(lián)電纜終端安裝前處理工作做得不夠精細(xì)，極易產(chǎn)生電擊穿故障。近年來電纜冷縮終端在電纜線路中的安裝使用數(shù)量日趨增加，其安裝的便利性和使用的優(yōu)越性不言而喻，但電纜終端故障還時有發(fā)生。冷縮電纜終端擊穿解剖外觀情況見圖3、圖4。

圖3 10 kV電纜終端絕緣表面臟污造成擊穿

圖4 35 kV電纜終端絕緣表面爬電導(dǎo)致?lián)舸?/p>

3.2 原因分析

電纜終端頭電擊穿主要是由終端頭安裝工藝不當(dāng)而造成電場集中及爬電擊穿，常見情況如下:

(1)銅屏蔽層和半導(dǎo)電層斷開處有尖角毛刺未處理平整;

(2)電纜外半導(dǎo)電屏蔽層剝切后，絕緣表面沒有清除干凈，產(chǎn)生沿面放電;

(3)安裝附件時，應(yīng)力管與絕緣的搭接少于20 mm，交聯(lián)電纜因內(nèi)應(yīng)力處理不良，通電后會發(fā)生較大收縮，產(chǎn)生氣隙。

3.3 預(yù)防措施

(1)嚴(yán)格控制電纜的剝切尺寸。

(2)半導(dǎo)電層斷面應(yīng)光滑平整，與絕緣層的過渡應(yīng)光滑。

(3)剝切的絕緣層表面要徹底打磨清理干凈。

(4)附件尺寸與待安裝的電纜尺寸要符合規(guī)定要求。

4 電纜余長圈繞熱擊穿

4.1 問題描述

電纜敷設(shè)時若電纜預(yù)留長度較長，再加上處理方式不當(dāng)，則常造成電纜在預(yù)留段發(fā)生熱擊穿故障。某企業(yè)10 kV電纜敷設(shè)后預(yù)留段過長，局部采用大量盤圈堆積碼放方式敷設(shè)，通電后發(fā)生了熱擊穿，具體情況見圖5。

圖5 10 kV電纜局部堆積碼放造成熱擊穿故障

4.2 原因分析

電纜局部盤圈堆積碼放敷設(shè)，相當(dāng)于多根電纜密集并行敷設(shè)。根據(jù)GB 50217—2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》附錄D，敷設(shè)條件不同時應(yīng)按電纜允許持續(xù)載流量的修正系數(shù)表D.0.4和D.0.6的規(guī)定進行校正。本案例中現(xiàn)場的電纜實際碼放堆積層數(shù)為10層，電纜之間無任何間隙。參考GB 50217—2007標(biāo)準(zhǔn)中表D.0.4給出的土中直埋6根電纜并行，電纜之間凈距為100 mm的電纜載流量修正系數(shù)為0.75。顯然，電纜預(yù)留盤圈敷設(shè)處電纜的實際載流量允許值，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于了電纜正常允許載流量，如電纜還按正常允許載流量長時間通電使用，必然會導(dǎo)致電纜在盤圈處出現(xiàn)過熱擊穿燒毀。

4.3 預(yù)防措施

(1)根據(jù)電纜的實際敷設(shè)情況，對電纜的實際允許載流量進行校正，保證電纜的正常工作電流不超過電纜的實際允許載流量。

(2)在施工中把多余電纜的大部分去掉，只在電纜兩端留下幾米做Ω形或S型敷設(shè)。或者采用其它方式，避免形成多層密集敷設(shè)狀態(tài)。

(3)對多種敷設(shè)情況應(yīng)取最苛刻的條件驗證，并驗算電纜的型號及規(guī)格是否合適。

5 特殊情況

5.1 故障誤判

客戶、業(yè)主、施工單位這三方有時對電纜工程線路交接驗收培訓(xùn)不到位，在中壓電纜線路絕緣測試或通電前，未將電纜線路中串聯(lián)的中間高壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開或閉合，誤判電纜存在短路或斷線故障，動用電纜故障測試儀盲目查找電纜故障，因此造成高壓聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜內(nèi)元件擊穿與損壞。本企業(yè)曾遇到該類問題三起，都曾攜帶全套電纜故障測試儀行程上千公里，查找假故障長達半個月，始終找不到問題所在，后客戶將電纜線路第一施工接線人叫到現(xiàn)場，才最終協(xié)助發(fā)現(xiàn)了問題。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)客戶高壓聯(lián)絡(luò)柜內(nèi)二次儀表及高壓保險均因查找故障過程電擊損壞。

客戶現(xiàn)場電纜故障誤判問題是客觀存在的，電纜線路敷設(shè)后的交接驗收培訓(xùn)工作必須做到位，以避免人員犯常識性錯誤，造成不必要的損失。

5.2 電纜并聯(lián)使用

目前在電力客戶中，對于中、低壓交流電力電纜采用并聯(lián)使用方式占到一定的比例，運行中發(fā)生燒毀的故障時有發(fā)生。觀察客戶現(xiàn)場選用并聯(lián)的電纜型號規(guī)格，長度都能保持一致，但缺乏使用過程中對每一相上并聯(lián)的兩根或多根絕緣線芯實際運行電流的監(jiān)控和測量數(shù)據(jù)記錄，往往給事故的原因分析及后續(xù)處理造成麻煩。

電纜并聯(lián)后用于交流場合，其電流的實際分配是按電纜的阻抗來分配的。電纜的阻抗包括電阻(分直流電阻和交流電阻兩部分)和電抗兩部分，因此每相交流電流分配在同相上的每根并聯(lián)電纜中的實際大小，除了和導(dǎo)體直流電阻有關(guān)外，還與電纜的交流電阻、電抗有關(guān)，包括電纜兩端線鼻子與開關(guān)觸點接觸電阻的大小的影響。因此，并聯(lián)使用的電纜，其每根電纜中實際分配電流情況比較復(fù)雜。

采用型號規(guī)格和長度一致的電纜進行并聯(lián)后用在交流場合，每根絕緣線芯通過的電流大小，必須采用鉗形電流表或加裝測量儀表進行測量驗證，并留存相關(guān)檢測運行記錄備查。此舉一方面可提前發(fā)現(xiàn)和處理并聯(lián)通電的電纜出現(xiàn)嚴(yán)重偏流和三相電流不平衡現(xiàn)象，消除事故隱患;另一方面也為后期電纜故障的原因分析，提供了第一手資料。

5.3 低壓電纜鋼帶鎧裝接地

許多客戶在使用0.6/1 kV鎧裝電力電纜時，電纜兩端鋼帶都是懸空敷設(shè)，并未做接地處理。這樣雖然在電纜處于正常通電使用時，不一定發(fā)生問題，但當(dāng)電纜出現(xiàn)故障電流或三相電流不平衡時，鎧裝層因感應(yīng)電勢可能會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，嚴(yán)重時可能燒毀護層，因此低壓電纜的鋼鎧必須接地良好。

6 結(jié)束語

作為電纜制造廠家，在遇到客戶反映的問題時，一定要深入到客戶現(xiàn)場，對問題原因做深入調(diào)查分析和研究，而不能簡單草率地將問題原因歸咎于客戶，與客戶一味爭執(zhí)。在客戶現(xiàn)場，要學(xué)會充分利用自己掌握的電纜知識、技能及各種信息資源，盡一切努力，幫助客戶找到解決現(xiàn)場問題的辦法和途徑。

作為客戶，在現(xiàn)場出現(xiàn)問題時，也不能簡單地認(rèn)為就是電纜存在制造質(zhì)量問題，一定要具體問題具體分析。問題解決不了時，要及時通知電纜制造廠家的技術(shù)人員前來共同分析解決;同時，要規(guī)范完善現(xiàn)場電力運行記錄和檔案的留存和管理。

相信，通過電纜制造廠家和客戶的長期溝通交流，共同努力合作，一定能減少客戶現(xiàn)場電纜線路出現(xiàn)問題的幾率，同時也將使電纜生產(chǎn)廠家的制造質(zhì)量和服務(wù)水平得到持續(xù)改善提高。

［1］蔣陸肆.施工放線時線纜內(nèi)端頭子外伸原因及其解決方法［J］.電線電纜，2004(1):38-39.

［2］張德全.一起電力電纜燒毀事故的調(diào)查與啟示［J］.電線電纜，2000(5):40-41.

［3］朱欣娣，武宇波，魏瑩瑩.中壓交聯(lián)電纜金屬屏蔽層的幾個關(guān)鍵問題的討論［J］.電線電纜，2009(4):11-13.

［4］GB 50217—2007電力工程電纜設(shè)計規(guī)范［S］.

［5］GB 50168—2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范［S］.

［6］GB/T 12706—2008額定電壓1kV到35kV擠包絕緣電力電纜及附件［S］.

［7］GB 50303—2002建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［8］梅正南，鐘 凌，邵進勇.35 kV電力電纜半導(dǎo)體層快速剝離的工藝方法［J］.安徽電力，2010，27(2):47-48.

［9］馬國棟.電線電纜載流量［M］.北京:中國電力出版社，2003.