電力電纜的運(yùn)行及維護(hù)
為了保持電纜設(shè)備的良好狀態(tài)電纜線路的安全、可靠運(yùn)行,首先應(yīng)全面了解電纜的敷設(shè)方式、結(jié)構(gòu)布置、走線方向及電纜中間接頭的位置等。
電力電纜線路的運(yùn)行維護(hù)工作主要包括線路巡視、維護(hù)、預(yù)防性試驗、負(fù)載溫度測量及缺陷處理等。
2.1 電纜線路的巡視檢查
電纜線路內(nèi)部故障雖不能通過巡視直接發(fā)現(xiàn),但對電纜敷設(shè)環(huán)境條件的巡視、檢查、分析,仍能發(fā)現(xiàn)缺陷和其他影響安全運(yùn)行的問題。因此加強(qiáng)巡視檢查對電纜安全運(yùn)行有著重要意義。
2.1.1 巡視檢查的周期
(1)敷設(shè)在土中、隧道中以及沿橋梁架設(shè)的電纜,每3個月至少巡視檢查1次。根據(jù)季節(jié)及基建工程特點(diǎn),應(yīng)增加巡查次數(shù)。
(2)電纜豎井內(nèi)的電纜,每半年至少巡查1次。
(3)水底電纜線路,由現(xiàn)場根據(jù)具體需要規(guī)定,如水底電纜直接敷于河床上,可每年檢查一次水底線路情況,在潛水條件允許下,應(yīng)派遣潛水員檢查電纜情況,當(dāng)潛水條件不允許時,可測量河床的變化情況。
(4)發(fā)電廠、變電所的電纜溝、隧道、電纜井、電纜架及電纜線路段等的巡查,至少每3個月1次。
(5)對挖掘暴露的電纜,按工程情況,酌情加強(qiáng)巡視。
(6)電纜終端頭,由現(xiàn)場根據(jù)運(yùn)行情況每1~3年停電檢查一次,污穢地區(qū)的電纜終端頭的巡視與清掃的期限,可根據(jù)當(dāng)?shù)氐奈鄯x程度予以決定。
2.1.2 巡視檢查的內(nèi)容
(1)對敷設(shè)在地下的每一電纜線路,應(yīng)查看路面是否正常,有無挖掘痕跡及路線標(biāo)樁是否完整無缺等。
(2)電纜線路上不應(yīng)堆置瓦礫、礦渣、建筑材料、笨重物件、酸堿性排泄物或砌堆石灰坑等。
(3)對于通過橋梁的電纜,應(yīng)檢查橋堍兩端電纜是否拖拉過緊,保護(hù)管或槽有無脫開或銹爛現(xiàn)象。
(4)對于備用排管應(yīng)該用專用工具疏通,檢查其有無斷裂現(xiàn)象。
(5)人井內(nèi)電纜鉛包在排管口及掛鉤處,不應(yīng)有磨損現(xiàn)象,需檢查襯鉛是否失落。
(6)對戶外與架空線路連接的電纜和終端頭應(yīng)檢查終端頭是否完整,引出線的接點(diǎn)有無發(fā)熱現(xiàn)象和電纜鉛包有無龜裂漏油,靠近地面一段電纜是否被車輛撞碰等。
(7)多根并列電纜要檢查電流分配和電纜外皮的溫度情況。防止因接點(diǎn)不良而引起電纜過載或燒壞接點(diǎn)。
(8)隧道內(nèi)的電纜要檢查電纜位置是否正常,接頭有無變形漏油,溫度是否異常,構(gòu)件是否失落,通風(fēng)、排水、照明等設(shè)施是否完整。
(9)充油電纜線路不論其投入運(yùn)行與否,都要檢查油壓是否正常。油壓系統(tǒng)的壓力箱、管道、閥門、壓力表是否完善。并注意與構(gòu)架絕緣部分的零件,有無放電現(xiàn)象。
(10)應(yīng)經(jīng)常檢查臨近河岸兩側(cè)的水底電纜是否有受潮水沖刷現(xiàn)象,電纜蓋板有否露出水面或移位。同時檢查河岸兩端的警告牌是否完好,了望是否清楚。
(11)查看電纜是否過載,電纜線路原則上不允許過載運(yùn)行。
(12)敷設(shè)在房屋內(nèi)、隧道內(nèi)和不填土的電纜溝內(nèi)的電纜,要特別檢查防火設(shè)施是否完善。
2.2 電纜線路的維護(hù)工作
檢查出來的缺陷及電纜在運(yùn)行中發(fā)生的故障,以及在預(yù)防性試驗中發(fā)現(xiàn)的問題,都要采取對策予以及時消除。
2.2.1 電纜線路發(fā)生故障(包括做電纜預(yù)防性試驗時擊穿的故障)后,必須立即進(jìn)行修理工作,以免水分大量侵入,擴(kuò)大損壞的范圍。處理步驟主要包括故障測尋、故障情況的檢查及原因分析、故障的修理和修理后的試驗等。消除故障務(wù)必做到徹底,電纜受潮氣侵入的部分應(yīng)予以割除,絕緣劑有炭化現(xiàn)象者應(yīng)全部更換。否則,修復(fù)后雖可投入使用,但過些日子故障又會重現(xiàn)。
2.2.2 為防止在電纜線路上面挖掘損傷電纜,挖掘時必須有電纜專業(yè)人員在現(xiàn)場守護(hù),并告知施工人員有關(guān)施工的注意事項。特別是在揭開電纜保護(hù)板后,就不應(yīng)再用鎬、鋼釬等工具,應(yīng)使用較為遲鈍的工具將表面土層輕輕挖去。用鏟車挖土?xí)r更應(yīng)隨時提醒司機(jī)注意,以防損傷電纜。
2.2.3 防止電纜腐蝕
1)當(dāng)電纜線路上的局部土壤含有損害電纜鉛包的化學(xué)物質(zhì)時,應(yīng)將該段電纜裝于管子內(nèi),并用中性的土壤作電纜的襯墊及覆蓋,且在電纜上涂以瀝青等。
2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤中有腐蝕電纜鉛包的溶液時,應(yīng)即調(diào)查附近工廠排出廢水情況并采取適當(dāng)改善措施和防護(hù)辦法。
3)為了防止電纜的化學(xué)腐蝕,必須對電纜線路上的土壤作化學(xué)分析,并有專檔記載腐蝕物及土壤等的化學(xué)分析資料。
2.2.4 戶內(nèi)電纜終端頭的維護(hù) 裝置在戶內(nèi)的電纜頭,結(jié)構(gòu)比較簡單,運(yùn)行條件也較好,一般的維護(hù)工作有:
1)清掃終端頭,檢查有無電暈放電痕跡及漏油現(xiàn)象。對漏油的終端頭應(yīng)找出原因,采取相應(yīng)措施,消除漏油現(xiàn)象。
2)檢查終端頭引出線接觸是否良好。
3)核對線路名稱及相位顏色。
4)檢查支架及電纜鎧裝,涂刷油漆以防腐蝕。
5)檢查接地情況是否符合要求。
2.2.5 戶外電纜終端頭的維護(hù) 裝置在戶外的電纜終端頭,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,運(yùn)行條件較差,一般維護(hù)工作有:
1)清掃終端頭及瓷套管,檢查盒體及瓷套管有無裂紋,瓷套管表面有無放電痕跡。
2)檢查終端頭引出線接觸是否良好,特別是銅、鋁接頭有無腐蝕現(xiàn)象。
3)核對線路名稱及相位顏色。
4)修理保護(hù)管及油漆銹爛鎧裝,更換銹爛支架。
5)檢查鉛包龜裂和鋁包腐蝕情況。
6)檢查接地情況是否符合要求。
7)檢查終端頭有無漏膠、漏油現(xiàn)象,盒內(nèi)絕緣膠(油)有無水分。絕緣膠(油)不滿者應(yīng)用同樣的絕緣膠(油)予以補(bǔ)充。
2.2.6 隧道、電纜溝、人井、排管的維護(hù)
1)檢查門鎖是否開閉正常,門縫是否嚴(yán)密,各進(jìn)出口、通風(fēng)口、防小動物進(jìn)入的設(shè)施是否齊全,出入通道是否暢通。
2)檢查隧道、人井內(nèi)有無滲水、積水。有積水要排除,并將滲漏處修復(fù)。
3)檢查隧道、人井電纜在支架上有無擱傷或蛇行擦傷,支架有否脫落現(xiàn)象。
4)檢查隧道、人井內(nèi)電纜及接頭情況,應(yīng)特別注意電纜和接頭有無漏油,接地是否良好。必要時應(yīng)測量接地電阻和電纜的電位,防止電蝕。
5)清掃電纜溝和隧道,抽除井內(nèi)積水,清除污泥。
6)檢查人井井蓋和井內(nèi)通風(fēng)情況,井體有無沉降和裂縫。
7)檢查隧道內(nèi)防水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備是否完善正常,并記錄室溫。
8)檢查電纜隧道照明。
9)疏通備用電纜排管,核對線路名稱。
2.3 電纜線路的預(yù)防性試驗
為了預(yù)防電纜在供電運(yùn)行中發(fā)生故障,造成停電事故,必須對電纜進(jìn)行定期的預(yù)防性試驗。
由于電纜線路的絕大部分是隱蔽的,有些在制造、安裝中存在的缺陷,運(yùn)行維護(hù)中存在的問題,電纜線路絕緣特性的變化、老化等,都無法直接觀察,只有通過試驗手段才能判斷和發(fā)現(xiàn)。
通過試驗發(fā)現(xiàn)電纜缺陷后,除了避免停電事故,減少經(jīng)濟(jì)損失外,還可及時進(jìn)行修理,其修理費(fèi)用比故障后的維修費(fèi)用小得多。因此預(yù)防性試驗是一項保證安全供電和降低供電成本的有力措施。
電纜的試驗一般可分為交接、預(yù)防性試驗和工廠試驗,這里只介紹交接與預(yù)防性試驗。
2.3.1預(yù)防性試驗的周期
(1)對于無壓力的重要電纜,至少每年應(yīng)試驗一次;對于無壓力的其他電纜,至少每三年試驗一次;對于保持壓力的電纜,試驗不作規(guī)定,但失壓修復(fù)后,應(yīng)進(jìn)行試驗;與機(jī)組連接的電纜,應(yīng)在機(jī)組大修時進(jìn)行試驗。
(2)新敷設(shè)的有中間接頭的電纜線路,在加入運(yùn)行3個月后,應(yīng)試驗一次,以后按一般周期試驗。
(3)已存在缺陷,如有外力損傷或?qū)χ圃焐嫌幸蓡柕碾娎|,應(yīng)根據(jù)具體情況縮短試驗周期。
(4)根據(jù)試驗結(jié)果被列為不合格,但經(jīng)過綜合判斷允許在監(jiān)視條件下投入運(yùn)行的電纜,其試驗周期應(yīng)較標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定縮短。如果在不少于6個月的時期內(nèi),經(jīng)過三次以上試驗,其缺陷特性沒有變化,則可以按規(guī)定周期試驗。
2.3.2 預(yù)防性試驗的操作步驟
(1)試驗前工作負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)《電業(yè)安全工作規(guī)程》的規(guī)定,辦理工作許可手續(xù),并進(jìn)行驗電、接地,保證電纜無電。
(2)在試驗場地設(shè)好圍欄。并在電纜的另一端掛好警告牌或派人看守,以防外人接近。
(3)先將電纜兩端與所連接的設(shè)備拆開,試驗時應(yīng)盡量不附帶其他設(shè)備,并應(yīng)將兩端電纜頭絕緣表面擦干凈,盡量減少表面泄漏電流引起的誤差。
(4)分別測量每項電纜的絕緣電阻(1kV以下電纜時用250V~1000V的兆歐表;1kV以上電纜時用1000V~2500V的兆歐表;一般用2500V兆歐表進(jìn)行測量),在測一相時應(yīng)將另外兩相接地。應(yīng)分別讀取15s和60s的絕緣電阻值,測量完畢時應(yīng)先進(jìn)行放電,再停止轉(zhuǎn)動兆歐表,防止因反充電而損壞兆歐表。
(5)根據(jù)每套試驗設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行接線,并繪制接線圖,根據(jù)其特點(diǎn)制定核對、檢查接線是否正確的內(nèi)容。由兩人共同進(jìn)行核對,核對接線的內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn):
1)電源電壓是否正確。
2)各項接線是否正確,尤其應(yīng)注意調(diào)壓器的輸入與輸出是否正確;試驗變壓器的電源是否正確;高壓引線對地絕緣有無問題。
3)檢查接地線、放電棒是否接好。
4)調(diào)壓器是否回零,微安表量程是否合適。
(6)在檢查所有安全措施已做好,接線無誤后,由工作負(fù)責(zé)人通知試驗人員合閘給電進(jìn)行試驗。
(7)試驗時應(yīng)先試空載,以檢查接線是否正確,并記錄1/4、1/2、3/4及全電壓下的空載電流。然后將電壓退回,用放電棒放電后再將電纜接入試驗回路進(jìn)行試驗。
(8)在每相試驗給電前,應(yīng)檢查地線是否拆除,給電時應(yīng)互相呼應(yīng),升壓時速度不應(yīng)太快,約為(1~2)kV/s。
(9)隨電壓逐級上升,分別在1/4、1/2、3/4及全電壓下讀取相應(yīng)的泄漏電流值(應(yīng)在每次升壓后約1min時讀取泄漏電流值)。并在耐壓試驗終了時,讀取耐壓后的泄漏電流。將所得泄漏電流值減去同電壓時的空載電流,即為本身的泄漏電流。
(10)每相試驗完畢,應(yīng)先將調(diào)壓器回零,然后切斷電源,用放電棒放電。當(dāng)微安表在高壓側(cè)時,放電應(yīng)在微安表的電纜側(cè)放電,防止放電電流通過微安表時將表燒壞。此時也應(yīng)用短路開關(guān)將微安表短路。
(11)每試一相時,應(yīng)將另外兩相接地。分相屏蔽型電纜也應(yīng)將未試相接地。因試驗電壓較高,未試相將會產(chǎn)生感應(yīng)電壓,危及人身安全。
(12)試驗時應(yīng)隨時監(jiān)視泄漏電流的變化情況,當(dāng)泄漏值過大時應(yīng)找原因(如系表面泄漏的影響,應(yīng)將電纜套管表面擦凈,必要時應(yīng)作屏蔽),盡力排除外界因素對泄漏電流的影響。
(13)全部試驗完畢并放電后,應(yīng)先切斷電源,然后拆除試驗設(shè)備、圍欄等,最后再拆地線,應(yīng)防止電纜未放盡的電荷電人。
(14)撤回電纜另一端的警告牌或看守人員,按《電業(yè)安全工作規(guī)程》的規(guī)定,辦理工作終結(jié)手續(xù)。
2.3.3 預(yù)防性試驗結(jié)果的判斷
(1)絕緣電阻測量結(jié)果的判斷
1)各種電纜的絕緣電阻在長度為1000m、溫度為20℃時不應(yīng)小于下列數(shù)值:
①對于電壓為3kV及以下的油浸紙絕緣電纜,不小于50MΩ;
②對于電壓為6kV及以上的油浸紙絕緣電纜,不小于100MΩ;
③對于電壓為3kV及以下的干絕緣電纜,不小于100MΩ;
④對于電壓為6kV~10kV的干絕緣電纜,不小于200MΩ;
⑤對于電壓為0.5kV的聚氯乙烯絕緣電纜,不小于30MΩ;
⑥對于電壓為6kV~10kV的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜,不小于1000MΩ。
2)電纜的絕緣電阻隨溫度變化而變化,且因絕緣材料不同,其變化也不同。粘性浸漬紙絕緣電纜在0~40℃間的溫度系數(shù)如表2所示。
表2 油浸紙絕緣電纜的絕緣電阻溫度系數(shù)
表
3)當(dāng)發(fā)現(xiàn)絕緣電阻低或相間絕緣電阻不平衡時,應(yīng)仔細(xì)地進(jìn)行分析,判斷是否因絕緣表面泄漏大而引起的,必要時應(yīng)作屏蔽,消除表面泄漏的影響。
4)吸收比是判斷電纜絕緣好壞的一個主要因素,吸收比越大(在加壓后15s和60s的絕緣電阻數(shù)值之比R60/R15),電纜絕緣越好。如果電纜沒有吸收現(xiàn)象,則說明電纜絕緣受潮不合格。
5)同一條電纜三相之間絕緣電阻應(yīng)平衡,一般不應(yīng)相差太大。因為三相電纜的運(yùn)行條件完全一樣,絕緣電阻也應(yīng)基本上相同。
6)運(yùn)行中的電纜其線芯的溫度除受周圍環(huán)境的影響以外,還與因停止運(yùn)行進(jìn)行試驗前,電纜的載流量和停電時間的長短有關(guān),因此很難準(zhǔn)確地按溫度系統(tǒng)進(jìn)行換算,或通過與過去所測絕緣電阻值進(jìn)行比較來判斷電纜的好壞和絕緣性能的變化情況。因此,絕緣電阻的數(shù)值,只用來作為判斷電纜絕緣狀態(tài)的參考數(shù)據(jù),不能作為鑒定及淘汰電纜的依據(jù)。
(2)直流耐壓試驗結(jié)果的判斷 直流耐壓試驗是判斷電纜能否投入運(yùn)行的主要依據(jù),電纜直流耐壓試驗的電壓和時間應(yīng)符合表3的規(guī)定。
表3 電纜的直流耐壓試驗電壓和時間
表
1)若電纜直流耐壓試驗合格,在試驗中無閃絡(luò)或擊穿現(xiàn)象,即可投入運(yùn)行。
但耐壓試驗合格也不能完全證明電纜質(zhì)量就是好的。因為電纜的絕緣裕度較高,很多缺陷在萌芽狀態(tài)時,無法通過試驗發(fā)現(xiàn),因而有些電纜往往出現(xiàn)在耐壓試驗后不久(如一周或一個月)即發(fā)生事故。因此在制定試驗計劃時,還要根據(jù)電纜本身的施工和運(yùn)行情況制定試驗周期。
2)在耐壓試驗中若發(fā)現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象時,則應(yīng)將試驗時間延長,或?qū)⒃囼炿妷禾岣咧两唤釉囼炿妷海羧圆粩喟l(fā)生閃絡(luò),則應(yīng)停止運(yùn)行,進(jìn)行故障測尋;若閃絡(luò)后又自行封閉,不再發(fā)生閃絡(luò)(經(jīng)耐壓10min),則可投入運(yùn)行,在3個月~6個月內(nèi)再進(jìn)行監(jiān)視性試驗,經(jīng)兩次試驗無閃絡(luò)現(xiàn)象時,可按正常試驗周期安排預(yù)防性試驗。
(3)泄漏電流測量結(jié)果的判斷 油浸紙絕緣電纜長度為250m及以下的泄漏電流值見表14-12。
表4 油浸紙絕緣電纜長度為250m及以下泄漏電流值
表
注:電纜長度超過250m時,泄漏電流可按長度適當(dāng)增加。
1)三相的泄漏電流應(yīng)基本平衡,三相不平衡系數(shù):對于新電纜,不應(yīng)大于1.5;對于運(yùn)行中的電纜,不應(yīng)大于2。
泄漏電流三相不平衡系數(shù),系指電纜三相中泄漏電流最大一相的泄漏值與最小一相泄漏值的比值。
如果在試驗中發(fā)現(xiàn)某一相的泄漏電流特別大時,則應(yīng)首先分析泄漏電流大的原因,消除外界因素的影響。當(dāng)確實(shí)證明是電纜內(nèi)部絕緣不好而泄漏電流過大時,可將耐壓時間延長至10min,若泄漏電流無上升現(xiàn)象,則應(yīng)根據(jù)泄漏值過大的情況,決定3個月或半年再作一次監(jiān)視性試驗。
如果泄漏電流的絕對值很小,即最大一相的泄漏電流:對于10kV及以上的電纜,小于20μA;對于6kV及以下的電纜,小于10μA時,則可按試驗合格論,不必再作監(jiān)視性試驗。
2)泄漏電流值,耐壓后比耐壓前降低,一條絕緣良好的電纜線路,耐壓前的泄漏電流值與耐壓后的泄漏電流值之比為1.3~1.5,甚至比值超過2倍;對于短段電纜,往往由于現(xiàn)場條件的限制,其比值約為1.1~1.2,甚至比值等于1。
若在試驗中發(fā)現(xiàn)泄漏電流值不但沒有吸收現(xiàn)象,反而升高時,則應(yīng)分析檢查是否有外界因素影響。若確系電纜本身泄漏電流上升,則應(yīng)采取以下步驟:
①提高試驗電壓或延長耐壓時間,任其泄漏電流繼續(xù)上升,直至擊穿。
②在提高試驗電壓或延長耐壓時間后,泄漏電流不再繼續(xù)上升,穩(wěn)定在某一數(shù)值;未發(fā)生擊穿現(xiàn)象時,則可先投入運(yùn)行,根據(jù)其泄漏值上升的情況,在2個月至6個月內(nèi),再進(jìn)行一次監(jiān)視性試驗。
③電纜的泄漏電流應(yīng)穩(wěn)定,不應(yīng)有周期性的擺動。
如發(fā)現(xiàn)泄漏電流有周期性的擺動,則首先應(yīng)分析是否外界因素的影響(如試驗電源電壓的波動;試驗引線的晃動,甚至樹枝隨風(fēng)搖動等都可引起泄漏電流周期性擺動)。如確系電纜本身絕緣問題,則說明電纜有局部空隙性缺陷,在一定電壓作用下,空隙被擊穿,使泄漏電流突然增大。這時電纜電容經(jīng)被擊穿的空隙放電,使電壓下降,直到空隙絕緣恢復(fù)后,泄漏電流又減小。電纜被重新充電到一定電壓時,空隙再次被擊穿,這樣就造成泄漏電流的周期性擺動。對于這種情況,電纜可投入運(yùn)行,但應(yīng)在半年內(nèi)再作一次試驗。
2.3.4 電纜線路交接時電氣驗收項目和要求 電纜線路送電前應(yīng)進(jìn)行的電氣驗收項目,除應(yīng)按原水電部《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行試驗外,還應(yīng)按下列項目進(jìn)行檢查驗收:
(1)電纜各芯導(dǎo)體必須完整連續(xù),無斷線情況。
(2)電纜芯線對地及各芯線之間的絕緣電阻應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
(3)測量電容、交直流電阻及阻抗等。
(4)電纜兩端終端頭各相的相序應(yīng)與電力系統(tǒng)的相序相符合。
(5)三相單芯電纜的排列方式及保護(hù)性接地方式,應(yīng)使鉛包內(nèi)渦流損耗最小,感應(yīng)電流分布均勻。
( 6)電纜終端頭及鉛包接地電阻,不應(yīng)大于10Ω。
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