10kV 大截面變聯電纜接地故障的帶電檢修方法探討

劉　青　高智益　江　婷　趙　洋　李　光

（1. 國網北京市電力公司檢修分公司，北京　100102；2. 國網北京市電力公司物資分公司，北京　100054）

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10kV 大截面變聯電纜接地故障的帶電檢修方法探討

劉青1高智益1江婷2趙洋1李光1

（1. 國網北京市電力公司檢修分公司，北京100102；2. 國網北京市電力公司物資分公司，北京100054）

摘要本文通過對一起10kV大截面變聯電纜接地故障的處理，摸索出一種臨時帶電檢修的方法。在10kV大截面變聯電纜數量快速增長的客觀情況下，為設備常見接地故障的日常檢修提供了一種新思路。

關鍵詞：大截面；變聯電纜；接地系統；故障

在城市電纜網中變壓器聯絡電纜、短距離電纜線路一般采用單端接地的構造方式，在實際運行過程中，該類型的高壓電纜線路經常出現接地電流異常的故障，通常情況下故障原因均為單端接地受到破壞造成兩端直接接地形成大環流，采用帶電修復的方法即可處理。然而發生在北京某變電站變聯電纜的接地故障卻無法采用常規方法帶電處理，經電纜專業技術人員研究，采用了一種新型帶電檢修處理方法，不僅快速處理了故障，也對今后北京地區10kV大截面電纜類似故障的處理有一定借鑒作用。

1　電纜接地故障情況

2008年6月，北京某變電站一路10kV大截面電纜B相變壓器側的接地點上出現明顯發熱，接地情況如圖1所示。通過實際測量，發熱點溫度高達100℃，環境溫度僅為40℃。

圖1　電纜接地方式

根據現場情況，初步判定故障原因可能有兩個：①接地點的螺絲松動，由于虛接造成發熱；②出發熱點外可能有其他接地點，造成電纜兩端直接接地從而形成環流造成發熱。分別對電纜負荷、接地線上流過的電流以及發熱點電壓進行了測量，結果分別為178A、105A和2.6V，且發熱點螺絲上的彈片無任何松動跡象，由此可以判斷，該發熱是由兩端接地形成環流引起的。

2　解決方法

找到問題所在，處理故障的關鍵是找到其他接地點。鑒于這條線路剛投運不久，電纜外護套磨損的可能性較小，通過組織人員進行仔細排查，基本上否定了外護套磨損的原因，問題的癥結就在開關柜側的接地處理上，必須停電進行處理。

從安全以及效果上來講，停電處理都是最為可靠的，然后現實情況卻不允許這條電纜停電，因為這會直接導致變壓器的全停。根據電網運行要求和設備運行實際情況，反復進行了方案討論，決定在發熱點加裝大電阻的方式減小接地電流，從而暫時性的解決發熱問題，等到計劃停電時再進行完全修復，解決方法如圖2所示。

圖2　故障處理示意圖

3　具體操作

該路電纜為一路雙回，采取如圖3所示的方式進行排列。

通過計算我們決定串聯一個R＝100kΩ的大電阻，根據水平排列的外護套感應電壓的近似計算公式為

USA=IB((sin60°))(XS+Xm)+(1/2)j(XS?Xm))（V/m）

USB=?jIBXS（V/m）

USC=IB((sin60°))(XS+Xm)+(1/2)j(XS?Xm))（V/m）式中，XS=2ω ln（2S/DS）×10?7（Ω/m），Xm=2ω ln2× 10?7（Ω/m）

圖3　大截面電纜排列方式

可以計算出該條電纜線路故障相外護套感應電壓USB=0.04V/m，故障處理后感應電流I基本上可忽略不計，滿足安全運行條件。

具體的處理步驟如下。

1）首先將電阻R的低壓側與地網牢靠連接。

2）戴絕緣手套將故障相電纜的接地引線從中間斷開，同時用萬用表監測斷口處的對地低壓。

3）戴絕緣手套剝除斷口處高壓側引線的外護套，并與接地電阻高壓側連接。

4）測量故障處理后接地引線的電流、電阻R高壓側對地電壓，分別為2.4A和2V，引線上電流主要為雜散電容電流，如圖4所示。

圖4　實際處理情況

5）處理后，原發熱點的溫度恢復正常。事后在結合變壓器停電進行最終恢復時確認該故障是由于開關柜邊緣咯破接地線冷縮管從而造成非正常接地所致，如圖5所示，與故障分析過程一致。

4　結論

圖5　處理前后對比

當前北京電網10kV大截面電纜的數量與日俱增，全部采用單端接地的方式（一般均為變壓器側直接接地，開關柜側懸空）。然而因開關柜尖銳柜沿、終端引上卡具等損壞開關柜懸空地線冷縮套造成異常兩端接地的情況時有發生，鑒于開關柜側需要進行拆卡子、砸封堵、開柜門等工作，均需采取停電處理的方式，而這會造成變壓器的全停。

本文提出了一種帶電檢修方法，可以減少變壓器非計停的次數。但是這種處理方法僅是一種臨時性的措施，因為采用該種方法時一旦開關柜側又發生虛接，就會使得電纜金屬護套懸浮，產生幾千伏的電容分壓，帶來更為嚴重的后果。為了避免這種情況的發生，可以采取以下措施：

1）保持開關柜底部金屬板的邊緣平滑，如有必要，最好墊上絕緣皮子，防止金屬板硌上接地辮子上的冷縮套。

2）將開關柜側接地辮子盡可能留短、采用絕緣包繞放置在開關柜內。

3）鑒于10kV大截面變聯電纜的長度均不超過100m，采用本文的方法進行處理時，電阻R通常選擇100Ω即可滿足小電流運行條件。

參考文獻

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劉青（1984-），男，工程碩士，工程師，從事高壓電纜運維檢修工作。

作者簡介