今天: | 设为首页
 
 
您当前的位置:当前位置:中国电线电缆网CWC >> 技术 >> 电力 >> 浏览文章

一起高压电缆接地系统故障分析

发布时间: 2009-6-26    点击:   文章来源:中国电线电缆网   
发表评论】【告诉好友】【打印此文】【收藏此文】【
  • 一起高压电缆接地系统故障分析 南宁供电局晏家进 随着经济和城市建设的发展,市区用电量猛增,变电站密度加大,同时由于市区内架空线路走廊资源极为紧张,尤其是市中心区域更是如此,而且政府在市容市貌方面也要求限制架空线路,因此110kV及以上高压电力电缆线路在城市中使用越来越多,这一趋势从大城市逐渐满曼延到中等城市。目前110kV及以上电压等级的交联聚乙烯电缆一般都采用单芯结构,因此为防止电缆金属护套产生较大的感应电流要设计一套金属护套接地系统
    • 关键字
    • 一起,高压,高压电,压电,电缆,接地,接地系统
  • 来源:中国电线电缆网www.cwc.net.cn,未经授权,不得采录,违者必究!

    一起高压电缆接地系统故障分析

    南宁供电局   晏家进
    随着经济和城市建设的发展,市区用电量猛增,变电站密度加大,同时由于市区内架空线路走廊资源极为紧张,尤其是市中心区域更是如此,而且政府在市容市貌方面也要求限制架空线路,因此110kV及以上高压电力电缆线路在城市中使用越来越多,这一趋势从大城市逐渐满曼延到中等城市。目前110kV及以上电压等级的交联聚乙烯电缆一般都采用单芯结构,因此为防止电缆金属护套产生较大的感应电流要设计一套金属护套接地系统,接地系统的好坏直接关系到电缆安全运行。从高压电缆运行情况看,因主绝缘引起的事故后果比较严重,但电缆接地系统出现问题也可能造成大事故。
    1.单芯电缆接地系统的接地方式
    为保证电缆的安全运行,单芯高压电缆的金属护套一般不采用两端都接地的方式,否则护套内就会有很大的环流,最大可能达到自身输送电流的50%以上,不仅会浪费大量的电能,降低电缆的通流能力,而且还会造成电缆的过热从而影响电缆的安全运行。因此对于距离较短的电缆一般采用单端接地方式使金属护套不能形成回路,为防止主回路故障时引起不接地端过电压击穿外护套绝缘在该端与地之间要装电缆护层保护器(实际上是一个小的金属氧化物避雷器),接线如图1所示。
    对于较长线路如仍采用单端接地则会在不接地端产生过高的感应电压影响人身安全,同时在主回路故障时金属护套也会产生较高的过电压,因此要采用交叉互联系统,如图2所示,这样由于A、B、C三相基本对称,可以使得感应接近趋于0,实际上存在一点很小的不平衡电压(约几伏),但已不影响电缆的安全运行了。
        
    2.一起110kV电缆线路故障情况

    放电处
    某220kV变电站,其110kV系统为GIS设备,110kV出线为电缆出线方式,电缆只是变电站GIS至线路终端塔部分,长度较短,电缆的一端用GIS终端头与GIS连接,另一端通过电缆户外终端头与架空线相连,该电缆型号为YJLW-03-64/110-1X400,为单芯交联聚乙烯铜芯铝包电缆,单相长度约120米,GIS终端头型号为110kV EB-G型,户外终端头型号为110kV EB-A型,以上设备均为沈阳古河产品。线路投入运行后不久运行人员听到GIS终端处有放电声,仔细检查发现GIS终端铜罩外壳有对地放电现象(如图3所示),铜壳放电处已被灼烧变成橙紫色,变电站其它设备运行正常,户外终端头也无异常,没有二次保护动作情况。        

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
    图3 电缆终端放电处
    3.故障原因分析
    停电后对相关设备全面检查发现故障只发生在GIS电缆终端上,户外终端正常,电缆本体无异常,只是电缆铝护套在两端均无接地点,铝护套呈悬空状态,至此故障直接原因已找出,就是整根电缆铝护套悬空没有接地造成。由于铝护套悬空,使电缆芯线-交联聚乙烯-铝护套之间的电容C1与铝护套-电缆外皮-大地间的电容C2形成了串联回路,相当于构成了一个电压分压器,如图4所示。
    电缆芯线导体上的电压为系统运行电压,即U1=110/√3 kV,因此铝护套对地电压为:
    U2=U1×C1/(C1+C2)
    如果铝护套上的对地电压超过其对地绝缘承受能力,就会发生击穿放电现象,一旦放电铝护套通过电弧通道接地,铝护套上的电荷得到释放,因而电压立刻降低,电弧熄灭,电容C2又重新充电,直到电压达到绝缘的击穿电压再次放电,这样周而复始发生间歇性电弧放电现象。在本例中电缆护套系统的对地绝缘主要由三部分组成,户外电缆终端的四个支撑小绝缘子、电缆外护套、GIS电缆终端对地绝缘,由于在电缆终端安装过程中,GIS电缆盒处的电缆终端铜罩对地绝缘部分清洁不够好,成了整个对地绝缘系统中最薄弱的地方,因此放电就发生在这个地方。
    出现故障后实测电容量,其中  C1=16720 pF,C2=118200 pF,故得:
    U2=U1×C1/(C1+C2)=7.87 kV
    可见电压还是很高的,正常情况下电缆接地系统本身的耐压水平是可以承受7.87kV电压的,如果不是因为GIS电缆盒处的电缆终端铜罩对地绝缘处理不好,是不会发生放电现象的,如果这样将会对运行人员的人身安全构成很大威胁,同时在线路出现异常时也可能会对电缆接地系统的绝缘造成破坏,幸运的是由于安装工艺不好发生了放电现象,使这一缺陷及时被发现,避免了更坏情况的发生。
    本次故障对没有对设备构成实际性的损坏,通过检查只是发现GIS电缆终端铜罩局部表面有过热烧变色现象,没有损伤到电缆主绝缘和GIS终端的应力锥。放电产生电弧时,电弧通道温度较高,可以引起与电弧接触的铜罩被电弧加热而发生铜表面变色现象,但由于电缆比较短,仅120米,电容C2储存的能量不大,放电又是间歇性的,离放电点稍远热量就已散发的差不多了,而铜罩离电缆主绝缘有些距离,与终端应力锥有更多的空间,因此这些较小的电弧只对放电处的铜罩表面有过热现象,影响不到其它地方。
    4.经验教训
    110kV以上电压等级的单芯电缆不同于10kV三芯电缆,电缆的接地系统比较复杂,而且大部分隐藏于管沟之中,尤其是敷设在电缆排管中的电缆,若出现电缆外皮损伤查找和处理都比较困难,因此施工人员严格按设计图纸和施工工艺进行施工非常重要,同时设备验收方验收时也要认真仔细,面面俱到,以免给将来运行带来隐患。
    来源:中国电线电缆网www.cwc.net.cn,未经授权,不得采录,违者必究!



    中国电线电缆网CWC投稿热线:021-5562 0467 邮箱:info##cwc.net.cn(请将##换成@)
    中国电线电缆网CWC声明:本文来源于行业各大企业权威发布、中国电线电缆网CWC合作媒体或互联网门户网站,
    中国电线电缆网CWC不负责本文观点或实证的核实。文章内容仅供会员单位参考。
    未经授权,不得采录,违者必究!

    0% (0)
    0% (10)
你可能对这些感兴趣:

网友评论:


  • 国内新闻
  • 国际新闻
  • 市场新闻