110 kV 某電纜護層感應電壓放電故障分析與對策

吳仁宜

（蘇州供電公司，江蘇　蘇州　215000）

工程技術

110 kV 某電纜護層感應電壓放電故障分析與對策

吳仁宜

（蘇州供電公司，江蘇蘇州215000）

針對一起110kV電纜線路護層感應電壓過高而導致的放電事故進行了分析，首先對故障線路進行了巡視和檢查，結合電纜線路的布置及接地方式對護層感應電壓進行了計算，分析了懸浮電位對電纜運行安全的危害并提出了相應的防護建議，可為電纜的運行與維護提供一定的借鑒意義。

電纜線路；110kV；護層；感應電壓；放電故障；對策

引言

隨著城市線路走廊越來越緊張，城市電網電纜化水平越來越高，其中110kV電纜在城市電網應用也越來越普遍，而電纜在運行過程中不僅要承受嚴苛的電氣應力而且還面臨氣候和外力破壞等因素的影響［1］，對電纜的金屬護層的接地方式及運行故障原因進行診斷，并采取針對性的預防性措施［2-5］，對確保電纜線路的運行可靠性具有重要意義，本文針對一起110kV電纜護層感應電壓過高或懸浮電壓而導致的放電故障進行了分析。

1　線路基本情況

JS線江城變——1號桿全長430m，分為兩段：

1）JC變—保護箱：130m，電纜型號64/110kV YJLW03-1*1 000mm2，電纜廠家為寶勝普睿司曼；該段電纜為220kVJC變配套出線工程配送，投運時間：2015年6月26日。

2）保護箱—1號塔：300m，電纜64/110 kV YJLW03-1*1 000mm2；浙江萬馬產品；該段電纜為原1995菀松線在TH新城改造段電纜，投運時間：2014年7月6日。其中距1號桿100m處，于2015 年6月中旬搶修1次，安裝直通接頭1套。

2　故障經過

2.1故障情況

2015年8月18日上午巡視發現110 kV 19K1JC線電纜在距220 kV江城變130m處A相中間電纜頭北側電纜護套對地有間歇性嚴重放電聲。JS在下午16點停電退役。

2.2現場情況

8月19日運維檢修部、電纜運檢室、WJ運維站、某電網電力設計院、WJ設計室、電纜廠家、電纜頭廠家、施工單位到現場分析，初步判斷故障原因為：保護箱—1號塔電纜段絕緣頭處為保護接地，1號桿處為保護接地導致金屬護套未有效接地，產生數千伏懸浮電壓，擊穿A相電纜外護套及B、C相護層保護器，對地嚴重放電。

圖1　現場缺陷及金屬護套接地情況

2.3故障處理

針對此缺陷，WJ運維站的兩個搶修方案為：方案1：19K1江松線電纜在距江城變130m處的中間頭向北至19K1江松線1號桿的電纜全部更換。方案2：電纜廠家對電纜外絕緣進行修復，修復結束后，由于江城變側為GIS設備，不便進行電纜試驗，與調度溝通協調后，直接對該段電纜進行空沖，如具備運行條件，則將該段電纜待用（19K1江松線負荷正常由松陵變供，遇有需要時再改江城變供，啟動該段電纜）。目前WJ運維站初步確定采用方案（二）。

3　原因分析及危害

3.1接地方式與感應電壓計算

根據《電力工程電纜設計規范》，此電纜屬于短段電纜情況，應采用一端直接接地另一端經保護接地方式，按設計要求正確的接地方式可如如圖1所示：經理論計算此段電纜金屬護層不接地狀態下帶電運行時金屬護套懸浮電壓將達到6.2kV。所以B、C兩相的護層保護器長期在過高壓作用下擊穿損壞，而A相在外護套絕緣薄弱處發生擊穿放電。

3.2懸浮電壓危害分析

1）電纜外護套和主絕緣擊穿。運行時間長的電纜外護套絕緣性能劣化嚴重或者在施工中外護套受到損傷，在數千伏的懸浮電壓作用下，很可能發生擊穿，擊穿過程相當于金屬護層對地電容瞬時對地放電。接地電阻越小，放電電流越大；電纜長度越長，該電容值越大，放電電流也越大。放電過程中金屬護層通過擊穿通道形成單端接地，懸浮電壓消失，若金屬護層不能有效接地，金屬護層對地電容將會重新充電，并反復對地放電，造成放電點局部溫度急劇升高（本次缺陷中的A相對地放電就是此種情況，所以巡視檢查時聽到間歇性放電聲音）。缺陷若得不到及時處理，最終將導致電流主絕緣發生熱擊穿。

2）引起火災。金屬護層對地放電，會產生很高的溫度，也很可能有放電火花，不僅會損毀支架或護層保護器，若通道周圍有易燃物，甚至會引發火災，影響到其他運行電纜，造成大規模停電事故。

3）電纜接頭局部溫度升高。金屬護層對地反復放電，產生的熱能，通過接地電纜或同軸電纜的熱傳導，絕緣接頭接地引出端子處溫度也將持續升高。導致電纜附件溫度上升，嚴重時甚至導致電纜附件故障。

4　預控措施

根據今年某電網電纜整體運維任務重，而電纜專業運維力量相對不足，設計、建設施工、日常運維等各方面工作有待提高，特別是各運維站情況較為突出。在接下來的工作中應做到以下幾點：

1）全面排查，消除隱患。對所有電纜護層接地系統進行全面排查，通過外觀檢查、金屬護層環流及感應電壓檢測等手段檢查金屬護層接地系統的完好性。對排查出來的缺陷及時制定方案消缺。

2）加強培訓，提升電纜管理人員專業水平。目前的情況來看，電纜專業管理的薄弱主要原因為專業技能、管理人才的缺乏，因此需加強培訓，提升電纜管理人員專業水平。

3）嚴格落實電纜及通道運檢規范要求。

4）逐步安裝在線監測裝置，提高智能化水平。可逐步采用智能接線箱，對接地環流、金屬護層感應電壓等運行數據進行監測和超標報警，并實現防盜報警（震動報警、傾斜報警等，可設置多個報警防區），可有效防止接線箱內金屬連接件或接地線被盜。

［1］李學斌，李會吉.110kV電纜終端絕緣油老化引起的故障分析［J］.電氣技術，2015（1）:75-77.

［2］王永生.高壓電纜故障分析判斷與故障點查找［J］.機電信息，2014 （21）:25-26.

［3］陳姝敏，楊蘭均，張喬根，等.110kV電纜護層連接方式對護層過電壓的影響［J］.高電壓技術，2006，32（3）:37-39.

［4］劉立燦.110kV電纜護層交叉換位故障的分析與處理［J］.電工技術，2014（3）:35-36.

［5］叢光，韓曉鵬，周作春，等.高壓單芯電纜接地系統破壞后的懸浮電壓分析［J］.供用電，2009，26（5）:61-64.

（編輯：王佳藝）

Analysis and Countermeasures of 110kV Cable Line Sheath Voltage Discharge

Wu Renyi
（Suzhou Power Supply Company，Suzhou Jiangsu 215000）

With city line corridor，citymore and more tense，cable level of city grid is increasing，which 110kV cable grid applications are increasingly common in the city areas.Cable sheath groundingmethod and induced voltage effects on the operation safety of the cable lines.In this paper 110 kV cable discharge faultwas analyzed due to high sheath induced voltage.Firstly the fault lines was inspected and checked，and the sheath induced voltage were calculated based on the cable line arrangement and grounding mode，the floating potential harm to safe operation of cable were analyzed and the corresponding protection advice were proposed.Itmay provide certain

ignificance to the operation andmaintenance of the cable lines.

cable lines；110kV；sheath；induce voltage；discharge fault；countermeasure

TM755

A

2095-0748（2016）11-0069-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.29

2016-04-27

吳仁宜（1984—），男，湖北武漢人，現就職于蘇州供電公司，從事電纜運行管理方面的工作。