一起110 kV電纜絕緣屏蔽層灼傷的缺陷原因分析與改進(jìn)措施

徐子峻，游小華，孫志鴻，郭建赟，陳日坤

（國網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司，福建 廈門 361004）

關(guān)鍵字：柔性終端；緩沖層；絕緣屏蔽層

本文對110 kV某電纜線路在大修項(xiàng)目施工過程中發(fā)現(xiàn)的電纜絕緣屏蔽層灼傷的缺陷進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，可以為運(yùn)行時(shí)間較長的電纜線路預(yù)防類似缺陷提供一些參考。

1 電纜線路概況

該110 kV電纜線路于2008年10月8日投運(yùn)，是電纜架空混合線路，長度2.0 km，其電纜本體型號為YJLW03-64/110-1×500；該電纜線路起點(diǎn)是220 kV某變電站，終點(diǎn)是110 kV某線路#1塔，其中110 kV某線路#1塔電纜終端型號為YJZWG-110-1×500，為柔性終端。

該110 kV電纜線路#1塔位于110 kV某變電站圍墻外，考慮到其柔性終端結(jié)構(gòu)和位置在檢測或者檢修工作中使與相鄰線路的安全距離不滿足要求，于是本次計(jì)劃對該110 kV電纜線路#1塔電纜終端進(jìn)行大修改造為110 kV某變電站內(nèi)電纜終端。

該110 kV電纜線路電纜系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 110 kV圍縣線電覽系統(tǒng)圖（本工程竣工后）

2 缺陷情況概述

本次正在開展的大修項(xiàng)目，目的是將該110 kV電纜線路#1塔電纜終端進(jìn)行大修改造為110 kV某變電站內(nèi)電纜終端，在施工過程中，切除柔性終端并剝開其下端電纜的外護(hù)套及金屬護(hù)套后，發(fā)現(xiàn)在三相電纜絕緣層表面都有程度不一的疑似緩沖層燒蝕現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 電纜絕緣層表面程度不一的疑似緩沖層燒蝕現(xiàn)象

3 缺陷原因分析

針對發(fā)現(xiàn)的這一現(xiàn)象，初步判斷可能是因?yàn)樵?10 kV電纜線路#1塔電纜終端是柔性終端，已經(jīng)投運(yùn)13年，可能存在密封性不夠，潮氣進(jìn)入電纜金屬護(hù)套內(nèi)，導(dǎo)致電纜緩沖層（阻水層）因受潮造成電氣性能下降，最終逐漸形成放電燒蝕現(xiàn)象。如果確實(shí)存在緩沖層燒蝕現(xiàn)象，將會影響該110 kV電纜線路重新投入運(yùn)行，為了驗(yàn)證這一初步判斷，決定將該110 kV電纜線路分為3段，分別是220 kV某變電站電纜終端至#1接頭、#1接頭至#2接頭、#2接頭至該110 kV電纜線路#1塔，并在每一段電纜的三相電纜本體上各選取一個(gè)點(diǎn)，總共9 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行解剖檢查，解剖檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有明顯的緩沖層燒蝕現(xiàn)象，如圖3所示。

圖3 解剖檢查結(jié)果

通過解剖檢查的結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在切除柔性終端并剝開其下端電纜的外護(hù)套及金屬護(hù)套后，發(fā)現(xiàn)缺陷情況并不是因?yàn)槌睔膺M(jìn)入到金屬護(hù)層中導(dǎo)致緩沖層燒蝕而產(chǎn)生。排除了這一可能性之后，決定對該線路柔性電纜終端解剖檢查。

經(jīng)過對該110 kV電纜線路柔性終端以及終端下連接部分電纜進(jìn)行解剖，拆解過程中發(fā)現(xiàn)電纜護(hù)套存在龜裂情況。如圖4所示。

圖4 電纜護(hù)套存在龜裂情況

此外，通過解剖的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，柔性終端傘裙質(zhì)量良好，下端密封位置外熱縮管完整，與電纜金屬護(hù)套結(jié)合處密封方式為環(huán)氧泥包封，拆分電纜后，絕緣外屏蔽表面存在一定的阻水粉吸潮膨脹后的殘留物，阻水帶與金屬護(hù)套接觸層無明顯放電燒蝕痕跡。如圖5所示。

圖5 解剖結(jié)果

通過對現(xiàn)場樣品解剖分析，該110 kV電纜線路已經(jīng)運(yùn)行13年，在其建設(shè)初期選型外護(hù)套為紅色聚乙烯，因紅色聚乙烯材料基本無抗紫外線特性，桿塔上的電纜經(jīng)長期日照紫外線侵蝕，導(dǎo)致護(hù)套開裂情況明顯，而柔性終端在尾端密封工藝中的環(huán)氧泥固化后，內(nèi)部形態(tài)不會隨護(hù)套開裂而變化，護(hù)套龜裂緩慢發(fā)展最終延伸透過包封段，使電纜金屬護(hù)套內(nèi)空腔與外部環(huán)境形成通道。

在用電負(fù)荷變化時(shí)，因電纜溫度變化導(dǎo)致內(nèi)部氣體體積變化形成“呼吸效應(yīng)”，外部潮濕氣體借助因龜裂而形成的通道進(jìn)入電纜阻水層，致使電纜阻水帶內(nèi)的阻水粉吸潮、膨脹，逐步析出阻水帶附著在絕緣外屏蔽表面。

4 暴露的問題

早期建成投運(yùn)的電纜線路在電纜選型時(shí)由于部分型號的電纜發(fā)展還不夠成熟，導(dǎo)致選擇的電纜在運(yùn)行足夠長的時(shí)間后出現(xiàn)影響電纜線路正常運(yùn)行的問題。該線路選取的電纜不適應(yīng)長期日照紫外線侵蝕的運(yùn)行環(huán)境，最終導(dǎo)致了外護(hù)套開裂。

電纜終端平臺往往較高，運(yùn)維人員在線路巡視中對塔上電纜終端運(yùn)行情況的掌握還不夠。

5 防范措施

電纜嚴(yán)格選型。電纜線路初設(shè)階段對電纜型號進(jìn)行嚴(yán)格篩選，參照GB 50217—2018《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》、DLT 1253—2013《電力電纜線路運(yùn)行規(guī)程》等規(guī)程的要求，并對一定范圍內(nèi)的電纜線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行收集作為參考依據(jù)，進(jìn)行嚴(yán)格的選擇，保證電纜線路在投運(yùn)之后可以滿足設(shè)計(jì)的壽命要求。

開展排查工作。對在運(yùn)電纜線路開展排查工作，找出與故障線路相同型號的電纜線路，檢查是否發(fā)生類似現(xiàn)象，視情況嚴(yán)重程度進(jìn)行停電處理等方式整改，避免線路跳閘的情況發(fā)生，提高線路運(yùn)行可靠性。

使用無人機(jī)進(jìn)行巡檢。電纜終端平臺較高，巡視過程中通過采用無人機(jī)巡檢的方式對電纜終端及其下部電纜本體進(jìn)行檢查，近距離高清攝像頭可以發(fā)現(xiàn)一些在地面用肉眼無法觀察到的缺陷，相比于采用爬上終端塔進(jìn)行檢查可以提高很多工作效率。

采用X 光檢測技術(shù)進(jìn)行檢查。對于電纜內(nèi)部產(chǎn)生的缺陷，在電纜外部檢查時(shí)并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可以通過X光檢測技術(shù)等手段，電纜內(nèi)部的情況幾乎可以一覽無余，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)還在發(fā)展的缺陷情況。

6 結(jié)束語

針對110 kV電纜絕緣屏蔽層灼傷的缺陷，本文對電纜終端進(jìn)行了詳細(xì)的解體檢查，并對每一段電纜進(jìn)行了解剖檢查，判斷是電纜由于長期運(yùn)行了受紫外線照射強(qiáng)的環(huán)境導(dǎo)致電纜外護(hù)套開裂的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致電纜內(nèi)部受潮，阻水粉析出附著在絕緣外屏蔽表面。若缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，繼續(xù)長時(shí)間運(yùn)行將可能導(dǎo)致絕緣擊穿。因此，首先我們在電纜線路初設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)更加細(xì)心，選擇適合電纜線路運(yùn)行環(huán)境的型號，其次在電纜線路運(yùn)行維護(hù)時(shí)也要結(jié)合一些更先進(jìn)的設(shè)備開展，不僅僅關(guān)注電纜外部情況，對電纜內(nèi)部情況也應(yīng)盡可能掌握。