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13  防止电力电缆损坏事故

●总体情况说明

本章重点是防止电力电缆损坏事故,针对近几年的电力电缆故障、火灾事件等问题,从设计、基建、运行等阶段提出防止绝缘击穿、防止电缆火灾、防止外力破坏和设施被盗的措施,结合国家、地方政府、相关部委以及国家电网公司近几年发布的法律、法规、规范、规定、标准和相关文件提出的新要求,修改、补充和完善相关条款,对原文中已不适应当前电网实际情况或已写入新规范、新标准的条款进行删除、调整。

●条文说明

为防止电力电缆损坏事故,应全面贯彻落实《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2018)、《电力装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB50168-2006)、《火力发电厂与变电所设计防火规范》(GB 50229-2006)、《城市电力电缆线路设计技术规定》(DL/T5221-2015)、《10(6)kV-500kV电缆技术标准》(Q/GDW 371-2009)、《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDW 1168-2013)、《电力电缆及通道运维规程》(Q/GDW1512-2014)、《电力电缆及通道检修规程》(Q/GDW 11262-2014)、《10-500kV输变电设备交接试验规程》(Q/GDW 11447-2015)、《电力电缆线路试验规程》(Q/GDW 11316-2014)、《国家电网公司关于印发高压电缆专业管理规定的通知》(国家电网运检[2016]1152号)等有关制度标准,并提出以下重点要求。

条文13.1   防止绝缘击穿

条文13.1.1   设计阶段

条文13.1.1.3   110(66)kV及以上电压等级同一受电端的双回或多回电缆线路应选用不同生产厂家的电缆、附件。110(66)kV及以上电压等级电缆的GIS终端和油浸终端宜选择插拔式,人员密集区域或有防爆要求场所的应选择复合套管终端。110kV及以上电压等级电缆线路不应选择户外干式柔性终端。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.1.1.4基础上进行修改。当同一受电端多回电缆使用同一制造商的电缆,会增加受电端全站停电的概率,为避免上述情况的发生,同受电端多回路应选用不同制造商生产的电缆设备。站内GIS是重要的变电设备,选用插拔式GIS终端可保证GIS设备在检修过程中的密封性,提高检修效率。投运年限较长的变电站通常位于繁华地段,宜参考条文重点考虑人员密集区域的防爆安全要求。

电缆及其附件,每个厂家的生产工艺有所不同,110(66)kV及以上电压等级同一受电端的双回或多回电缆线路如果选用同一生产厂家的产品,具有相同的技术工艺及水平,一旦出现批次性质量问题,可能导致双回或多回路同时停电事故,造成整个变电站停电,使事故扩大。选择不同生产厂家产品,可防止因电缆、附件批次性质量问题造成的全停风险。

复合套管终端的外绝缘为复合套管,其主体材料为硅橡胶和玻璃纤维增强树脂,均为非脆性材料,在运输、安装、运行过程中,不易碰损、爆炸、脆断。同时,其抗拉强度是高强瓷的数倍,即使在内压力过大的极端情况下也不会爆炸,仅会通过破口或裂缝泄压,从根本上杜绝了传统瓷绝缘子存在的爆炸、脆断问题,可用于市区或人群、设备密集的区域,大大降低人员伤亡和引发二次故障的概率。硅橡胶有良好的憎水性,优异的防污闪能力,能耐受雨雪等恶劣气候,复合套管目前在国内已有超过20年的使用经验,得到了良好的验证。

瓷套管终端的外绝缘为瓷套管,瓷套管是陶瓷制品,一旦发生爆炸,飞溅的陶瓷碎片会影响周围一定距离的人员及设备的安全。近年来,全国各地已发生多起瓷套终端爆炸,波及周边人群和设备。目前,瓷套管终端逐渐被复合套管终端所取代。

GIS终端是用于电缆同GIS的连接装置,根据电缆线芯与GIS终端环氧套管连接方式的不同分为装配式GIS终端和插拔式GIS终端。

装配式GIS终端,电缆线芯与环氧套管连接为紧固式连接,紧固后,环氧套管和应力锥为一体结构,不可随意拆分,一旦拆卸电缆,需对变压器放油或GIS放气,因此检修工作需要多方人员配合,工序复杂。

插拔式GIS终端,电缆线芯与环氧套管连接为插拔式连接,应力锥和环氧套管是可分离的,检修时只需拆除电缆,环氧套管仍然保持气密或油密状态,保证了检修工作快速、正常的进行。电缆终端类型如图13-1所示。

图13-1电缆终端类型

(a)瓷套管终端;(b)复合套管终端;(c)GIS终端;(d)干式柔性终端

户外干式柔性终端,目前主要应用于110(66)kV电缆系统,故障率偏高,2015年以来仅国家电网公司系统110(66)kV户外干式柔性终端故障就高达32起。110(66)kV户外干式柔性终端存在以下不足:(1)《额定电压66kV-220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆户外终端安装规程》(DL/T344-2010)6.2中规定,将电缆固定在电缆终端支架内再进行终端安装,但目前全预制干式柔性终端大部分是在终端塔下安装完成后,吊装到终端塔上固定,部分终端安装位置偏高(高达20~30米),吊装过程中应力锥易产生位移。(2)为减少停电时间或耐压时接线方便,绝大部分终端在地面安装完毕后直接进行交接耐压试验,然后再吊装上塔,上塔过程中产生问题的耐压试验考核缺失。(3)全预制干式柔性终端设计施工时存在塔上固定不牢靠问题,每个厂家的电缆终端长度有差异造成固定角度不一,极端时存在终端倾斜角度接近90°,此情况下终端易随风摆动,使应力锥产生位移,进一步导致击穿。所以户外干式柔性终端不适用于110(66)kV及以上电力电缆。

【案例1】某220kV变电站户外瓷套电缆终端发生绝缘击穿故障,故障时瓷套管炸裂,形成的碎片分布在以故障点为中心的50米范围内,破碎瓷片造成非故障相电缆终端、变压器套管以及避雷器伞裙不同程度损伤,如图13-2所示。

图13-2某220kV变电站户外瓷套电缆终端爆炸现场

【案例2】某110kV变电站2回电缆进线均为同一厂家同一批次产品。2015年12月,在进行交流耐压交接试验时,其中1回110kV电缆线路发生电缆本体绝缘击穿,后补做一个接头。2017年2月,该站电缆进线的另一回路,再次发生电缆本体绝缘击穿故障,如图13-3所示。

图13-3  220kV电缆本体击穿现场

条文13.1.1.4   设计阶段应充分考虑耐压试验作业空间、安全距离,在GIS电缆终端与线路隔离开关之间宜配置试验专用隔离开关,并根据需求配置GIS试验套管。

新增条款,提出了耐压试验作业空间、安全距离的要求,方便开展电缆试验。根据国家电网公司《电力电缆线路试验规程》(Q/GDW 11316-2014)的要求,电缆线路的交接工作必须做主绝缘交流耐压试验,因此在设计阶段配套相应的试验套管可方便后期开展试验。同时,增加隔离开关可将终端与其他设备间进行隔离,方便耐压试验的进行,并有利于发生故障后进行检测维修。两端为GIS终端或油浸终端的电缆线路,更应参考该条文配置试验专用隔离开关及GIS试验套管。

GIS一般根据主接线形式分为若干个间隔,每个间隔完成一定的功能,隔离开关的主要功能是将GIS各元件进行隔离,形成有效可见断口,从而在被隔离并已安全接地的元件上进行检修。和GIS相连接的电缆线路,在进行竣工验收试验或正常例行耐压试验时,如果GIS终端与线路隔离开关之间不配置试验专用隔离开关,试验时的感应电压容易进入设备的其它部件中,造成其它未做电缆试验的GIS内部也带电,极易造成人身事故或产生误动作。因此,需在GIS终端与线路隔离开关之间设计试验专用隔离开关。GIS试验套管如图13-4所示。

图13-4某220kV变电站GIS试验套管

对于两边均是GIS终端的变电站,新电缆线路进行试验时,如果在GIS终端仓上不设计预留工作孔,高压试验的高电压就无法进入仓室内部,即无法对电缆进行试验;或者工作孔开具的位置不正确,也会造成无法引入高压进行试验。

对于有GIS终端的电缆线路,在开展竣工验收试验或正常例行耐压试验时,GIS终端应与其连接仓体安装到位后方可进行试验,试验后GIS终端应不再移动。

【案例】某电站升级改造工程中,对GIS设计考虑不周,GIS终端仓的侧面没有预留观察孔,仓体与房顶的安全距离又不满足要求,造成无法增设试验套管和隔离开关,影响耐压试验的开展以及电缆故障后的检测维修,如图13-5所示。

图13-5某110kV GIS 开关站

条文13.1.1.5  110kV及以上电力电缆站外户外终端应有检修平台,并满足高度和安全距离要求。

新增条款,提出设立户外终端检修平台的要求。根据《电力电缆及通道运维规程》(Q/GDW 1512-2014)要求,运维单位需要对电缆线路进行定期巡检,其中包括电缆终端表面检查、带电检测等诸多项目。安装规范的检修平台可便于运维人员开展巡视和检测工作,也有助于提高检修、抢修的效率。变电站内存在高度较大的站内户外终端,或与变压器连接的电缆终端高度较高时,亦应设置检修平台,保证作业安全的同时也减小电缆设备倾斜、坠落等可能的意外情况对变电设备的损害。

户外电缆终端的日常检修工作包含“检查电缆终端表面有无放电、污秽现象,终端密封是否完好、终端绝缘管材有无开裂、套管及支撑绝缘子有无损伤,周边有无火源”,其要求检修人员查看户外终端表面,因此工作人员需上到方便查看电缆终端的高度,如果不设计检修平台,工作人员势必将终端套管作为工作时的支撑物进行攀爬,将会对其施加外力,造成套管的损坏或降低外绝缘性能,因此,应设计电缆终端检修平台,避免对电缆终端的人为损伤。另外,电缆终端塔的高度应保证正常检修人员在终端塔下路过时的安全距离,防止发生不必要的人身事故。

【案例】某110kV户外电缆终端没有检修平台,只能搭建临时检修平台,检修人员在检修过程中会借助电缆终端进行支撑,容易造成套管的损坏,也可能造成坠落等意外事故的发生,如图13-6所示。

图13-6某110kV户外电缆终端无检修平台情况

条文13.1.1.8   电缆主绝缘、单芯电缆的金属屏蔽层、金属护层应有可靠的过电压保护措施。统包型电缆的金属屏蔽层、金属护层应两端直接接地。

本条文为2012年版《十八项反措》条文13.1.1.7 原文。单芯电缆的金属护套一般使用一端直接接地,另一端保护接地或不接地;长线路中间经交叉互联保护接地,线路两端直接接地的方式。当系统发生单相接地故障时,电缆线路不接地一端会出现很高的感应电压,为保护电缆外护层免遭击穿或出现人身事故,因此需在不接地端增设电缆护层保护器。电缆终端位于站内或连接变电设备的情况下,更应注意接地系统的合理性及可靠性,防止电缆发生接地故障时因地电位的变化或过电流的冲击对变电设备造成损坏或引起保护设备的误动,影响电力系统安全运行。

变电站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地,以及变电站维护检修时的一些临时接地。接地网有工作(系统)接地、保护接地、防雷电和防静电接地等多项用途,它是维护变电站安全可靠运行,保障运行人员和电气设备安全运行的根本保证和重要措施。如果接地电阻较大,在发生电力系统接地故障或其他大电流入地时,可能造成地电位异常升高;如果接地网的网格设计不合理,则可能造成接地系统电位分布不均,局部电位超过规定的安全值,这不但会威胁运行人员的人身安全,还可能因反击对低压或二次设备以及电缆绝缘造成损坏,使高压窜入控制保护系统、变电站监控和保护设备,发生误动、拒动,酿成安全事故,带来巨大的经济损失和社会影响。

当单芯电缆线芯通过电流时金属屏蔽层会产生感应电压,电缆线路越长、流过导体的电流越大,感应电压就越高,当电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作过电压时,导体中的电流是正常运行时的几十倍,金属屏蔽层上也会形成高于正常运行状态几十倍的感应电压,此时感应电压将会危及人身安全,甚至可能击穿电缆外护套造成火灾事故。对于较长的电缆线路,线路两端直接接地,发生故障时,由于中间交叉互联,电缆的金属屏蔽层同样可能产生很高的感应电压,在不接地端或交叉互联处连接护层过压保护器,其能够在过电压到来时,瞬间工作短路释放能量,大大降低过电压的幅值。同理,单芯短电缆线路亦应一端直接接地,另一端应经护层保护器接地。交叉互联保护接地示意图及实物图如图13-7所示。

图13-7交叉互联保护接地系统

(a) 交叉互联保护接地示意图;(b) 交叉互联保护接地实物图

对于统包型电缆内的三芯金属护套的感应电压,由于每相感应出的电压和导体上的电压相位相同,三相在同一点接触,三相感应电压的矢量和等于零,故使用统包电缆线路只需要将两端直接接地,即可保证安全运行。

【案例】某公司电缆隧道内有4回110kV电缆线路,2014年3月电缆隧道发生严重火灾事故,造成用户大面积停电。火灾消除后勘测发现,2回110kV电缆线路烧毁严重,1回110kV电缆线路有2相出现鼓包现象,烧毁严重的2回电缆线路存在多处接地线和回流线被盗的情况。若该火灾事故发生在变电站电缆夹层或邻近变电站隧道内,很可能由于火势蔓延影响变电设备安全,严重时可能烧毁变压器、GIS等重要变电设备,如图13-8所示。

 图13-8某110kV电缆线路接地线被盗割造成火灾事故

条文13.1.1.9   合理安排电缆段长,尽量减少电缆接头的数量,严禁在变电站电缆夹层、出站沟道、竖井和50米及以下桥架等区域布置电力电缆接头。110(66)kV电缆非开挖定向钻拖拉管两端工作井不宜布置电力电缆接头。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.1.1.8基础上进行修改。合理安排电缆段长主要考虑了电缆的敷设环境、电缆护层换位段限制、运维检修便捷性等各项因素。同时,避免因变电站电缆夹层、出站沟道等空间特性的影响而导致安装电缆附件存在安全隐患,减小电缆故障对相关变电设备的危害。

电缆故障类型主要包括外力破坏、附属设施故障引起的电缆线路故障、电缆附件故障、电缆本体的质量问题以及运行故障等。根据实际运维经验,外力破坏和附属设施问题引起的电缆线路故障难以预见与控制,电缆本体的质量问题和运行故障引起的电缆线路故障是由于制造水平、材料性能和电力布局所造成,因此,要保证电缆线路的安全可靠运行,最直接有效的方法是控制由于附件故障造成的事故。应从两个方面来考虑电缆附件问题:首先,选择较好的生产厂家,确保不出现家族性缺陷;其次,电缆附件生产成品仅只是半成品,另一半安装工作则是在施工现场完成的,要保证现场安装施工不出现问题,应尽量减少线路中附件数量、提高安装工艺并保证附件运行在良好的环境中。目前,减少附件用量和改善运行环境是电缆线路减少事故最为有效的方法。

变电站电缆夹层、出站沟道、竖井和50米及以下桥架等区域一般空间狭小、存在转角或坡度。在上述位置设计布置电力电缆接头,可能由于空间问题造成三相电缆接头间或接头与本体间相互挤压影响电缆线路运行。另外,在上述位置安装中间接头也很难满足制作环境的要求,且易出现接头非水平敷设的情况,电缆的自重力将全部由接头中的连接导体承受,导体的连接部位恰为导体机械性能最差的部位,而安装规程均要求接头安装需在不受力状态下进行。因此不宜在条文中所列位置设计安装电缆附件。

另外,出站沟道电缆敷设密集,若布置相比本体故障率偏高的电缆接头,易发生出站沟道断面丧失。为保证进/出站电缆网络的可靠性,根据国家电网公司《高压电缆专业管理规定》(国家电网运检〔2016〕1152号)的要求,严禁在变电站电缆夹层、桥架和竖井等缆线密集区域布置电缆接头。

非开挖定向拖拉管敷设方式为抛物线形,在两端工作井内电缆存在弯曲应力,在易沉降地质或单侧受力时易发生沉降和偏移,拉力会引起接头受力发生铅封破裂,严重时会导致接头击穿,因此110(66)kV电缆非开挖定向钻拖拉管两端工作井不宜布置电力电缆接头。非开挖定向拖拉管敷设路径如图13-9所示。

图13-9 非开挖定向拖拉管敷设路径

条文13.1.2   基建阶段

条文13.1.2.5   施工期间应做好电缆和电缆附件的防潮、防尘、防外力损伤措施。在现场安装高压电缆附件之前,其组装部件应试装配。安装现场的温度、湿度和清洁度应符合安装工艺要求,严禁在雨、雾、风沙等有严重污染的环境中安装电缆附件。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.1.2.4基础上进行修改。附件安装作为电缆施工过程中的重点环节,其安装环境应严格符合附件材料规定的要求。站内电缆终端的安装环境虽普遍优于电缆中间接头及户外终端的安装环境,但如果出现故障,会对开关设备及变电设备造成不可逆影响,因此应对站内电缆终端的现场安装环境、安装材料质量及安装工艺进行严格控制与监督。

电缆附件的安装是一种内绝缘在现场处理的工作,内绝缘暴露在外部环境中,必定受到外部环境的影响,而潮气、杂质等环境因素对内绝缘的影响较大,因此,规程和各制造厂家的安装工艺均对安装环境有严格的规定。连接变压器或GIS设备的电缆终端安装过程中,如出现未对电缆端头进行密封包扎、运输过程中发生刮擦导致电缆受到外力损伤、制作电缆头时现场的温湿度和清洁度不达标等情况,均可能导致电缆绝缘局部脏污受潮或附件内部出现气泡、水分、杂质等缺陷,致使绝缘性能下降,甚至发生贯穿性击穿的恶性事故。

变电站内电缆附件施工环境应满足:

(1)电缆附件安装施工所涉及的场地如工井、敞开井、开关室、电缆夹层或隧道等应在电缆附件安装前完成土建及装修工作,施工场地应清理干净,没有积水;

(2)土建设施设计应满足电缆附件施工、运行及检修试验等工作的要求;

(3)电缆附件安装时必须严格控制施工现场的温度、湿度与清洁程度。温度宜控制在5℃~35℃,当温度超出允许范围时,应采取适当措施,使安装现场环境温度适宜附件施工。相对湿度应控制在75%及以下,当湿度较大时,应采取适当除湿措施。控制施工现场的清洁度,高压附件施工时应搭制工棚进行隔离,并采取适当措施净化施工环境;

(4)接头井的大小、终端脚手架的布置等应方便于电缆附件安装工作的开展。

【案例】2010年11月15日,某省开展110kV红外巡检时发现,#2终端头B相终端头发热异常,相间同部位对比温差达4.3℃。解体检查发现终端内存在异物,为安装时环境不洁带入,如图13-10所示。

图13-10 由于现场安装环境不达标导致终端内进入异物引起的发热

                         (a) 红外热成像图;(b) 异物图

条文13.1.2.8   110(66)kV及以上电缆主绝缘应开展交流耐压试验,并应同时开展局部放电测量。试验结果作为投运资料移交运维单位。

新增条款,提出交流耐压试验及局放测量的试验结果作为投运资料移交的要求。交流耐压试验与局部放电测量是电缆竣工交接试验的主要组成部分。根据国家电网公司《电力电缆试验规程》(Q/GDW11316-2014)、《电力电缆及通道运维规程》(Q/GDW1512-2014)的要求,66kV及以上电缆工程主体施工完毕后应进行交流耐压、局部放电试验,并将试验结果附在竣工资料内移交运维单位。对于存在站内GIS终端设备的电缆线路,应参考条文13.1.1.4,选取合适的局放检测方式及设备,有效区分电缆局部放电与GIS设备内的局部放电。

交流耐压试验是对电气设备绝缘外加交流电压的试验,试验电压比设备的额定工作电压要高,并持续一定的时间。交流耐压试验是一种考核电气设备的实际运行条件能力的试验,也是避免发生绝缘事故的一项重要的手段。因此,交流耐压试验是电力电缆各项绝缘试验中具有决定性意义的试验。但是交流耐压试验技术也存在一定的不足:

(1)交流耐压试验作用时间只有60min,对于较大的缺陷能够起到加速老化作用,但是对于微小缺陷,在试验的全过程无法达到加速老化微小缺陷的作用,即不能发现电缆线路中的微小缺陷;

(2)交流耐压试验只关注电缆整体能否完整且是否能够承受试验电压的考验,其判断标准为电缆是否通过了交流耐压试验,缺少电缆在试验过程中可能出现的局部损伤和破坏的监测手段;

(3)如电缆内部存在局部微小缺陷,电缆依然能够通过交流耐压试验,内部有缺陷的电缆带病运行,使电缆安全运行存在一定的风险。电缆耐压试验情况如图13-11所示。

图13-11 主变间隔GIS至主变室联络电缆耐压试验现场

目前采用电缆进线的变电站,多占地面积小、环境封闭,有些甚至在地下,导致试验引线通道紧张,难以保证试验安全距离,因此进行电缆主绝缘交流耐压试验的设备宜选用具有柔性化、轻量化特点的产品,方便合理布线和快速拆装,满足变电站的试验环境需求。

局部放电是指高压设备中的绝缘介质在高电场强度作用下,发生在电极之间的未贯穿的放电。局部放电只存在于绝缘的局部位置,而不会立即形成贯穿性通道。通过专用的检测仪器可有效地捕捉局部放电信号,并能够在交流耐压试验过程中弥补其无法甄别出电缆绝缘微小缺陷的不足,同时能够在电缆投运初期及投运后的局放试验过程中为运维人员提供客观的电缆运行状态依据。因此,交流耐压时进行局放测试是非常必要的,其优点为:

(1)在进行电缆耐压试验过程中同时进行局放测试,由于电缆耐压试验电源采用类似工频或工频电源,完全模拟了电缆真实运行工况。这时电缆绝缘中的缺陷局部放电信号的相位图谱和所加工频信号具有相关性,利用这一点可有效排除运行设备以外产生的干扰信号;

(2)高电压状态下局放测试的灵敏度高,对于在工作电压下不产生局放信号的缺陷,在高电压下有可能激发产生局放,缺陷才可能被发现;而且对于同样的电缆缺陷,电压越高、持续时间越长,产生的局放信号越大,检出的效率越高;

(3)通过局放测试,可以在电缆投运前发现正常运行不可能发现的缺陷,施工人员有足够的时间和空间查明原因、消除缺陷,避免电缆带病投入运行,避免了后续重复停电检修,影响电网的正常运行。

交流耐压试验时开展的局部放电测量主要分两种方式:

(1)分布式局放检测,提前在试验线路电缆逐个附件位置布置局放检测主机,并沿线布置光纤,连接组成分布式系统,在耐压试验时同步运行进行局放测量;

(2)单点式局放检测,即在耐压试验过程中移动局放检测设备逐个对电缆附件进行局放测量。

电缆耐压试验过程中分布式局部放电系统情况如图13-12所示。

图13-12 电缆耐压试验过程中分布式局部放电系统示意图

通常分布式局放检测应用的检测主机性能较低,投入设备资源较大,前期准备工作较复杂且系统辅助设备损耗较大,但其拓扑结构有利于较长线路开展耐压局放工作。单点式局放检测应用的检测主机性能通常较高,设备资源投入较小但检测人员投入较多,检测过程受限于耐压时间,更适合于较短线路耐压过程中的局放工作。

【案例】某试验单位2016年11月27日给一条电缆进行竣工试验,虽然试验电压达到了规定要求,持续时间也满足,但是由于试验设备容量有限,因此只能用更低的试验频率完成试验,这和《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》(GB50150-2016)所规定不一致,试验结果不被认可。其次,试验中没有按照《电力电缆线路试验规程》(Q/GDW 11316-2014)的规定同时开展局部放电试验,使得运维人员无法了解这条电缆线路微小缺陷是否存在。所以,全部试验结果不被认可,如图13-13所示。

    图13-13-13 某110kV交联聚乙烯电缆交流试验报告

条文13.1.2.10   电缆终端尾管应采用封铅方式,并加装铜编织线连接尾管和金属护套。110(66)kV及上电压等级电缆接头两侧端部、终端下部应采用刚性固定。

新增条款,提出终端安装时加装铜编制线连接尾管和金属护套,以及110(66)kV及上电缆接头两侧端部、终端下部应采用刚性固定的要求。GIS终端尾管与金属套接地连接原可采用封铅方式或采用接地线焊接等方式,密封原可采用封铅方式或采用环氧混合物/玻璃丝带等方式。因电缆附件性能对附件的安全稳定运行至关重要,而采用封铅方式较环氧泥等材料更为可靠,在潮湿、多震动区域尤为明显。环氧泥密封,易因现场AB胶搅拌不均,安装后多震动、多水造成密封性能下降,从而影响电缆附件稳定性,故要求户外终端采用封铅方式密封。电缆终端尾管处为电缆故障高发区,使用铜编织线连接尾管及金属护套能有效确保电缆外屏蔽、尾管以及电缆金属护套等电位,避免封铅断裂或脱落导致的电缆接地故障,提高设备电气稳定性。110(66)kV及以上电压等级电缆的GIS终端及与变压器连接的电缆油浸终端宜选择插拔式,电缆终端下部应采用刚性固定方式,防止长时间运行造成插拔式电缆终端受电缆自重产生下坠,导致电缆插拔终端接触面压力不足、产生间隙,造成电场分布不均匀,进而产生局部放电。户外电缆终端尾管与金属护层安装铜编织线如图13-14所示。

图13-14 户外电缆终端尾管与金属护层安装铜编织线

封铅,也称为搪铅,是电力电缆工人需要掌握的一门基本工艺。在电缆附件安装方面,封铅对金属铅护套或铝护套电缆的各种终端头、中间连接起着极重要的密封防水作用,可使电缆的金属外护层与其他电气设备连接形成良好的接地系统。按照《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2018)设计要求,电缆的接地通道要满足线路的全部短路容量,只有电缆尾管和金属护套间采用封铅的方式,才能通过这样的短路电流,从而满足设计要求。封铅是电缆附件安装的关键工艺,封铅工艺好,可延长电缆的使用寿命,能保证电缆长期可靠地安全运行。反之,将导致潮气侵入、绝缘程度降低、甚至引发电缆击穿事故,造成一定的经济损失。

封铅的工艺要求必须符合DL/T 343-2010 额定电压66kV~220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆GIS终端安装规程的要求:

(1)封铅应与电缆金属套和电缆附件的金属套管紧密连接,封铅致密性应良好,不应有杂质和气泡,且厚度不应小于12mm;

(2)封铅时不应损伤电缆绝缘,应掌握好加热温度,封铅操作时间应尽量缩短;

(3)圆周方向的封铅厚度应均匀,外形应光滑对称。

电缆终端与金属护套常用的封铅方法有触铅法和浇铅法。触铅法是以燃烧器火焰加热封铅部位,同时熔化封铅焊料,将其粘牢,然后用揩布将封铅加工成形;浇铅法是将铅条在铝缸中加热熔化,用铁勺舀取,浇注在封铅部位,或者是把铅条通过燃烧器火焰熔化到揩布上,然后贴覆到封铅部位,最后加工成形。为避免长时间烘烤电缆,现场主要使用浇铅法,并辅以触铅法。

【案例】2017年某公司110kV电缆B相跳闸,线路站内保护接地箱护层保护器瞬时击穿,1#塔B相干式电缆终端尾管处发现有击穿痕迹。故障主要原因是在电缆终端安装过程中,搪铅工艺不良,造成脱铅、铅封开裂进而水分潮气进入。因此处为电缆护层直接接地点,不良的铅封造成接触电阻增大,电缆护层与接地端子等处发热。异常的发热同时也加速了铅的氧化过程造成缺陷的扩大,形成恶性循环,造成电缆主绝缘热老化,最终导致此次电缆绝缘击穿故障。由于故障时短路电流入地,地电位抬升,造成电缆护层电压升高,故造成站内保护接地箱内护层保护器瞬时击穿损坏,如图13-15所示。

图13-15 电缆终端尾管放电痕迹及现场解剖发现封铅断裂情况

条文13.1.3   运行阶段

条文13.1.3.1   运行部门应加强电缆线路负荷和温度的检(监)测,防止过负荷运行,多条并联的电缆应分别进行测量。巡视过程中应检测电缆附件、接地系统等关键接点的温度。

本条文为2012年版《十八项反措》条文13.1.3.1原文。运行部门应加强电缆线路负荷和温度的检(监)测,严禁电缆线路过负荷,同时电缆巡视应沿电缆逐个接头、终端建档进行并实行立体式巡视,对电缆附件、接地系统、避雷器及与电缆设备相连接的配电开关柜接线柱头、变压器等装置的关键部位进行温度测定。电缆终端、设备线夹、与导线连接部位不应出现温度异常现象,电缆终端套管各相同位置部件温差不宜超过2K;设备线夹、与导线连接部位各相相同位置部件温差不宜超过20%,确保电缆线路安全可靠。

电缆的发热与设备不正常的接触、安装不到位、绝缘缺陷等问题息息相关。电缆及其附属设备中有大电流通过时,或局部电阻异常时引起的局部温度变化较为明显。电缆绝缘缺陷处虽也会发热,但是因为集中发热量小或者由于绝热,热量从绝缘中传出可能性较小,因此从电缆外部对温度的检/监测不能直接反映电缆内部的绝缘缺陷,但电缆的发热可能造成发热部位附近绝缘的老化,加速绝缘性能的下降,最终导致击穿。因此,电缆绝缘表面温差不宜超过2K看似不严重,其实绝缘内部温差可能已经达到比较危险的程度。

目前用于电缆线路电缆测温技术主要有红外测温和分布式光纤测温:

(1)红外测温采用红外成像检测技术,可以对正在运行的设备进行非接触检测,拍摄其温度场的分布,测量可见部位的温度值,据此对各种外部及内部故障进行诊断,具有实时、遥测、直观和定量测温等优点,用来检测变电站和输电线路的带电设备非常方便、有效。

(2)分布式光纤测温系统是一种用于实时快速多点测温和测量空间温度场分布的传感系统。它是一种分布式的、连续的、功能型光纤温度测量系统。即在系统中,光纤不仅起感光作用,而且起导光作用。利用光纤后向拉曼散射的温度效应,可以对光纤所在的温度场进行实时的测量。利用光时域反射技术(OTDR)可以对测量点进行精确定位。

配网开关柜随着负荷增大,电缆终端接线桩头持续发热易造成绝缘老化,绝缘水平降低。配网开关柜中电缆终端接线桩头持续发热引起绝缘的逐步老化、泄漏电流逐渐增加,最终会导致电缆终端的击穿。因此,持续监测接线桩头温度的变化,可以全面了解其工作状况,根据监测情况适时进行停电检修,有效避免配电开关柜及其附属电缆设备严重故障的发生。

对出线电缆及其终端进行红外检测时,电缆应带电运行,且运行时间应该在24小时以上,并且尽量移开或避开电缆与测温仪之间的遮挡物。测量时,需对电缆线路及终端各处分别进行测量,避免遗漏测量部位,最好在设备负荷高峰状态下进行,一般不低于额定负荷的30%。红外检测工作可参考《带电设备红外诊断应用规范》(DL/T 664-2016)要求执行,注意事项有:

(1)正确选择被测设备的辐射率,特别要考虑金属材料的氧化对选取辐射率的影响,金属导体部位一般取0.9、绝缘体部位一般取0.92;

(2)在安全距离允许的范围下,红外仪器宜尽量靠近被测设备,使被测设备充满整个仪器的视场,以提高仪器对被测设备表面细节的分辨能力及测温精度。必要时,应使用中、长焦距镜头。

(3)将大气温度、相对湿度、测量距离等补偿参数输入,进行修正,并选择适当的测温范围;

(4)一般先对所有测试部位进行红外全面扫描,重点观察电缆终端和中间接头、交叉互联箱、接地箱、金属套接地点等部位,发现热像异常部位后应对异常部位和重点被检测设备进行详细测量;

(5)为了准确测温或方便跟踪,应事先设定几个不同的方向和角度,确定最佳检测位置,并作上标记,以供今后的复测用,提高互比性和工作效率;

(6)记录被检设备的实际负荷电流、电压、被检物温度及环境参照体的温度值等。

【案例1】2011年,某公司在进行红外测温工作时发现一组220kV站内电缆终端B相尾管处温度异常,后经现场分析,B相尾管附近接地线引出连接螺栓未紧固到位,有松动现象,随即进行处理。在进行重新紧固后,温度恢复正常,如图13-16所示。

图13-16 某220kV电缆B相终端尾管附近接地线引出点发热情况

【案例2】2013年,某公司在进行红外测温工作时发现一组35kV户外电缆终端温度异常,其中B相发热部位已扩散至终端内部,C相线夹处也出现严重发热。随后立即开展消缺工作,经拆除终端后发现B相电缆终端纸绝缘内,电缆油已经干枯,终端表面已经发生爬电现象。C相接头表面已出现严重氧化。由于发现及时,避免了电缆在长期高温高压运行下可能出现的绝缘击穿故障,如图13-17及图13-18所示。

图13-17 红外测温成像图

图13-18 温度异常相处理现场

条文13.1.3.6   人员密集区域或有防爆要求场所的瓷套终端应更换为复合套管终端。

新增条款,提出在运的瓷套管终端应更换为复合套管终端的要求。电缆附件发生故障时,故障电流通常较大,瞬时高温易造成附件爆炸,相较于瓷套管,复合套管的防爆性能优越,在人员密集区域或有防爆要求的场所,能有效降低故障对附近设备及人员的影响,降低故障造成二次灾害的概率。部分建设投运年限较长的变电站通常处于人员密集的繁华地带,对于站内存在距离围墙较近的户外电缆终端更应注意该条款的落实。如何界定人员密集区域,可参考新消防法(2009版)第七十三条和公安部第73号令《消防监督检查规定》等要求。

电缆终端瓷套由陶瓷制成,主要特点是材料稳定性好,具有良好的抗压性能,自洁能力强,但是重量大,不利于安装,且发生击穿故障时崩出的碎片容易伤及人身及周围设备。纯瓷套是一种传统的绝缘部件,在早期合成绝缘技术尚不成熟,且人口密度小,设备与人很难接触。其次,瓷套是易损件,在烧制或研磨过程中会出现内部破损;在运输中受到冲击力而产生微小损坏;在安装过程中,上紧法兰螺栓时受力不均会出现轻度裂纹,这些问题在产品运行之前均不易被发现,在运行时由于破损处电场高度集中会发生严重的绝缘故障,从而导致电缆终端的爆炸。

随着高分子材料技术的发展,硅橡胶和玻璃纤维增强塑料材料开始用于设计生产复合绝缘子,其优点主要有:

(1)防爆性和抗破坏性强

复合空心绝缘子为非脆性材料制作,在内部加压或极端机械冲击下,不会引起设备爆炸,亦无碎片飞逸伤害人身和设备。

(2)抗震性好

复合空心绝缘子材料坚韧,弹性好。各种模拟地震的测试表明,其能承受极大的弯曲负荷,在地震多发地区安全性能极高,无须加装减震装置。

(3)体积小,重量轻

复合空心绝缘子重约为瓷套管的1/3~1/5,方便产品运输安装。

(4)良好的耐污性

硅橡胶良好的憎水性,使复合空心绝缘子在潮湿、污秽、漾漾细雨、雾淞天气或倾盆大雨时都具有可靠的防污闪能力,不会发生污闪或湿闪。

(5)良好的抗老化性

在受气候和电气影响的老化过程中,其憎水性能保持稳定,且硅胶抗老化性能卓越,加之材料特性(抗机械冲击力,防震)可保证复合空心绝缘子长期运行的可靠性。

(6)免维护,无须清扫

试验表明硅橡胶复合绝缘的耐压水平要高于传统的瓷质材料,同时,由于硅橡胶具有憎水迁移性,故无须定期对绝缘子外部进行清扫或硅烷化处理,减少了运行维护工作量。

【案例】2011年,某电厂220kV户外瓷套管终端发生故障后,瞬时产生热量造成瓷套管爆炸,碎片大范围散落,冲击力巨大,造成附近GIS和变压器等电力设备不同程度的损伤。电缆终端周边有人行道和停车场,存在发生行人伤亡、二次灾害的可能性,如图13-19所示。

图13-19 某220kV户外瓷套管终端发生故障情况

13.2   防止电缆火灾

13.2.1  设计和基建阶段

条文13.2.1.2   同一变电站的各路电源电缆线路,宜选用不同的通道路径,若同通道敷设时应两侧布置。同一通道内不同电压等级的电缆,应按照电压等级的高低从下向上排列,分层敷设在电缆支架上。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.2.1.2基础上进行修改。同一变电站各路电源电缆线路优先采用不同通道敷设,对路径受限区域可采用同通道敷设,应两侧布置,降低同侧故障引起全站失电的电网风险。考虑防火因素,将高低压电缆分层布置,意在减小低压电缆故障时对高压电缆的影响;考虑外力破坏因素,将电压等级较低的电缆敷设于通道上层支架,降低电缆通道遭受外力破坏时,其影响高压电缆的概率。

根据《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2018),同一通道内电缆数量较多时,若在同一侧的多层支架上敷设,应符合下列规定:

(1)应按电压等级由高至低的电力电缆、强电至弱电的控制和信号电缆、通讯电缆按“由上而下”的顺序排列。当水平通道中含有35kV以上高压电缆,或为满足引入柜盘的电缆符合允许弯曲半径要求时,宜按“由下而上”的顺序排列。在同一工程中或电缆通道延伸于不同工程的情况,均应按相同的上下排列顺序配置;

(2)支架层数受通道空间限制时,35kV及以下的相邻电压级电力电缆,可排列于同一层支架上,1kV及以下电力电缆也可与强电控制和信号电缆配置在同一层支架上;

(3)同一重要回路的工作与备用电缆实行耐火分隔时,应配置在不同层的支架上。

由于变电站内电缆数量多,敷设密集,且高压电缆载流量大,发热量大,按照以上标准进行电缆设计,可充分降低变电站火灾风险,避免不同电源电缆线路之间的影响。但在实际工作中,由于现场环境限制和对电缆特性认识不足,多数设计人员未完全按照标准设计,加上施工人员的随意性,这都会增加变电站发生火灾的概率。

【案例】2013年12月,某市地铁建设过程中,大型挖机野蛮施工,造成2回110kV电缆线路故障跳闸,该2回线路为同一变电站同通道同侧布置的电源线路,本次故障导致1座110kV变电站全停,如图13-20所示。

图13-20 野蛮施工造成2回110kV电缆线路故障现场情况

条文13.2.1.3   110(66)kV及以上电压等级电缆在隧道、电缆沟、变电站内、桥梁内应选用阻燃电缆,其成束阻燃性能应不低于C级。与电力电缆同通道敷设的低压电缆、通信光缆等应穿入阻燃管,或采取其他防火隔离措施。应开展阻燃电缆阻燃性能到货抽检试验,以及阻燃防火材料(防火槽盒、防火隔板、阻燃管)防火性能到货抽检试验,并向运维单位提供抽检报告。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.2.1.3基础上进行修改。采用隧道、沟道、桥梁敷设方式的非阻燃电缆起火后,易造成火势蔓延,导致故障范围扩大,为提高高压电缆耐火能力,隧道、沟道、桥梁内电缆应选用阻燃电缆,其成束阻燃性能应不低于C级,并开展阻燃电缆阻燃性能到货抽检试验。变压器及GIS设备的站内联络电缆阻燃性能应严格把控,同时做好防火隔离措施,防止电缆设备因故障导致的火灾蔓延造成站内变电设备的损毁,良好的防火措施可在火灾发生时为运维单位争取更多宝贵的抢救时间。

低压电缆和通讯光缆故障率高、防火能力差,同通道敷设时若无隔离措施易引起高压电缆故障,与电力电缆同通道敷设的低压电缆、通讯光缆等应穿入阻燃管,或采取其他防火隔离措施,并开展阻燃防火材料防火性能到货抽检试验。

阻燃电缆目前分为四类:A、B、C及D类,判定的方法是通过《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》(GB/T18380-2008),D类用于评定很低非金属材料体积含量的小电缆的场合;C类是一般的阻燃电缆,在电缆型号前加“ZR”或“ZC”表示,如阻燃聚氯乙烯护套;B类是低烟低卤阻燃电缆,在电缆型号前加“DDZR”、“DDZB”或“DD”表示,判定方法除成束燃烧试验外,还需测定燃烧时的烟密度和氢卤酸释放量;A类是低烟无卤阻燃电缆,在电缆型号前加“WDZR”、“WDZA”或“WD”表示,判定方法也是以上三种试验,A类阻燃要求最高。110(66)kV及以上电压等级电缆在隧道、电缆沟、变电站内、桥梁内应选用阻燃电缆,其成束阻燃性能应不低于C级。

根据《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2018),对电缆可能着火蔓延导致严重事故的回路、易受外部影响波及火灾的电缆密集场所,应设置适当的阻火分隔,并应按工程重要性、火灾几率及其特点和经济合理等因素,采取下列安全措施:

(1)实施阻燃防护或阻止延燃;

(2)选用具有阻燃性能的电缆;

(3)实施耐火防护或选用具有耐火性能的电缆;

(4)实施防火构造;

(5)增设自动报警与专用消防装置。

变压器及GIS的站内联络电缆阻燃性能及防火隔离措施必须可靠。防止电缆火灾蔓延造成变电设备损坏,可通过电缆孔洞组合封堵装置进行电缆的孔洞封堵。采用具有良好机械强度和防火性能的软支撑和隔板作为防火核心,在外部利用封堵材料进行缝隙的封堵,满足标准防火要求,如耐火柔性堵料包覆电缆厚度应不小于3cm,楼板竖井阻火封堵处应能承受巡视人员的荷载等。

为了防止变压器联络电缆燃烧事故扩大,主变室内必须配置足够数量的合格灭火器。另外可以采用其他防火工艺措施,如复合型防火防腐桥架、防火阻燃桥架、防火涂层、钢制复合耐火电缆槽盒。

(1)复合型防火防腐桥架。采用无机不燃材料制成,具有良好的防火性、无毒和耐腐的特点。钢制的内外层涂有防火涂层,遇火时不会燃烧,可以有效阻隔火势蔓延,起到良好的防火阻燃效果。相比普通钢桥架,具有优异的防火防腐性能,不需要再经过任何防火处理;

(2)防火阻燃桥架。防火阻燃桥架特别适用于化工、石油等行业的电缆沟、电缆管道和隧道等场所。阻燃型桥架是通过在桥架的内、外表面涂抹阻燃材料,当电缆着火时,阻燃材料可限制着火电缆的延燃长度,减小火灾范围;

(3)防火涂层。防火涂层是由高分子合成树脂和阻燃剂、发泡剂、炭化剂及高温耐火材料配制而成。在高温条件下,涂层发生连续发泡膨胀效应,形成柔韧的海绵状的炭化隔热层,使承载的钢结构不会因高温烈焰的作用而急剧软化变形,强度不会急剧下降。同时,可以防止火势蔓延,减低火灾范围;

(4)钢制复合耐火电缆槽盒。钢制复合耐火电缆槽盒由玻璃纤维增强布料和无机粘合剂复合而成,具有耐火、耐油、耐腐蚀、无毒、无污染等优点。遇火不会燃烧,并能阻隔火势蔓延,具有良好的防火作用。

【案例】2006年,某市电缆发生火灾,导致火灾扩大的原因之一是高压电缆选用的PE护套没有阻燃性能。此次火灾导致6回高压电缆烧毁,并波及到GIS等变电设备,造成巨大的经济损失,如图13-21所示。

图13-21 某市高压电缆及变电站火灾现场

条文13.2.1.7   隧道、竖井、变电站电缆层应采取防火墙、防火隔板及封堵等防火措施。防火墙、阻火隔板和阻火封堵应满足耐火极限不低于1h的耐火完整性、隔热性要求。建筑内的电缆井在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.2.1.7基础上进行修改。电缆的防火隔离措施,能有效避免事故扩大。电缆进出电缆通道处、电缆隧道内、竖井中、变电站夹层应设置防火分隔,且使用的阻火材料耐火极限不低于1h的耐火完整性、隔热性要求,确保防火分隔效果。

不同场合防火封堵方法:

(1)电缆穿墙孔洞。

一般电缆贯穿墙孔洞处,均实施防火封堵;使用耐火、防火电缆的其它重要回路,如消防、报警、应急照明、计算机监控等也应实施防火封堵。具体做法是将需实施防火封堵的部位清理干净,整理电缆,清除表面油污、灰尘;将有机堵料揉匀后,用合适的工具将其铺于需封堵的缝隙中。封堵较大的孔洞时,应与无机防火堵料配合使用,电缆两侧各1m处涂刷防火涂料。

(2)电缆穿楼层孔洞。

穿越楼层的电缆孔洞若较小,可直接用有机堵料封堵,如果穿孔面积较大时应作配筋处理或采用与分隔体相同耐火极限的防火板在底部衬托,其结构强度不得低于分隔体。由下而上实施防火封堵的方法是将电缆四周用有机堵料包裹电缆,四周用防火包填实严密,底部用防火隔板托住防火包,并用膨胀螺栓固定;若是小孔洞,则直接用有机堵料嵌于需封堵的缝隙中,电缆两侧各1m处涂刷防火涂料。

(3)电缆竖井。

一般竖井若电缆排列整齐,可采用防火隔板、有机、无机防火堵料、防火包进行封堵,电缆穿越部位应保证封堵厚度和强度。

(4)电缆贯穿孔。

电缆贯穿孔的防火封堵应严格按相关要求,用灰沙或混凝土填充穿孔,其余部分孔隙应用软性受热膨胀型的防火堵料严密封堵。

(5)电缆桥架。

电缆桥架(线糟)的贯穿孔口应采用无机堵料防火灰泥,或阻火包、防火板或有机堵料如防火发泡砖并辅以有机堵料如防火密封胶或防火泥等封堵。当贯穿钢筋混凝土墙体或轻质防火分隔墙体时,应注意采用不同的堵料材料。具体实施时应拆除桥架盖板,将防火堵料填塞至电缆,并不得有任何缝隙。软性防火堵料两面应分别用大于其面积的防火板翻盖,防火板与分隔体之间应用高强度螺丝钉紧固连接。用阻火包进行封堵时,施工前应整理电缆,检查阻火包有无破损,施工时,在电缆周围宜裹一层有机防火堵料。

【案例】2018年,某小区竖井中通讯交换机电缆发生短路,电弧引燃动力电缆。由于部分电缆桥架及竖井隔断、穿墙孔洞封堵未按设计要求施工,未能有效阻断火势蔓延,造成事故扩大。事故导致35层楼中25层电缆和通讯电缆全部烧毁,造成数百万元的经济损失和居民楼停电、通讯停止30天以上的事故,社会影响极大,如图13-22所示。

图13-22 电缆竖井没有进行防火封堵

条文13.2.1.8   变电站夹层宜安装温度、烟气监视报警器,重要的电缆隧道应安装火灾探测报警装置,并应定期检测。

本条文为2012年版《十八项反措》条文13.2.2.6原文。运行人员无法实时掌握变电站夹层、电缆隧道内运行情况,为了预防电缆火灾事故,可在重要电缆隧道、变电站夹层加装温度探测、温度在线监测和烟气监视报警系统。温度在线监测系统可实时探测隧道和夹层环境温度,发现异常立刻报警,烟气监视报警系统可即时发现火情,避免事故扩大。

针对监测系统,要确保数据准确,需及早发现在线监测装置缺陷,避免由于系统误报、不报等问题给生产运行工作带来压力。

火灾探测器主要有感温、感烟、感光、可燃气体探测器。

(1)感温式火灾探测器:物质燃烧时产生大量热量,是周围温度发生变化,感温式火灾探测器会对于警戒范围内某一点或某一线路周围温度变化时发生响应。温度上升到预定值时响应的火灾探测器为定温式火灾探测器,环境温度的温升速度超过一定值时响应的火灾探测器为差温式火灾探测器。

(2)感烟式火灾探测器:在火灾初期,由于温度较低,物质多处于阴燃阶段,所以会产生大量烟雾,感烟式火灾探测器能对烟雾粒子发生响应。

(3)感光式火灾探测器:物质燃烧时,在产生烟雾和放出热量的同时,会产生可见或不可见的光辐射,感光式火灾探测器可用于响应火灾光特征。

(4)可燃气体探测器:对单一或多种可燃气体浓度变化产生响应的探测器。

报警器和报警装置的检测周期、维修保养以及报废等,参照《火灾探测报警产品的维修保养与报废》(GB29837-2013)要求执行。

【案例】2015年,某高压电缆隧道内多处诱导风机因主板受潮,电容器短路着火,临近消防装置未及时动作。经检查,未及时动作原因为消防设施二次回路断线,导致消防系统失效,如图13-23所示。

图13-23 某电缆隧道内诱导风机着火情况

条文13.2.2   运行阶段

条文13.2.2.1   电缆密集区域的在役接头应加装防火槽盒或采取其他防火隔离措施。输配电电缆同通道敷设应采取可靠的防火隔离措施。变电站夹层内在役接头应逐步移出,电力电缆切改或故障抢修时,应将接头布置在站外的电缆通道内。

本条文是在2012年版《十八项反措》条文13.2.2.1基础上进行修改。电缆接头故障是电缆线路故障的主要原因,对电缆密集区域的中间接头在应采取防火隔离等控制措施。配电电缆故障率高、防火能力差,同通道敷设的输配电电缆应采取可靠的防火隔离措施。变电站夹层为电缆集中进出区域,在役接头应结合切改或抢修逐步移出,新建线路不应在夹层中设置中间接头。

由于电缆通道空间有限,电缆内部可燃物复杂(绝缘材料复杂)、电缆密集、通风差,电缆失火后高温浓烟易积聚又会释放出大量的有害气体,给灭火工作带来了很大的难度,从而造成大面积的电缆受损。

电缆接头故障导致的电缆事故最多,其原因是由于电缆中间接头制作工艺粗糙,制作质量不良,压接头不紧,接触电阻过大,电缆绝缘或缆芯受潮等,导致电缆中间接头在长期运行过程中温度升高,直到过热烧穿绝缘,最终接头爆炸产生电弧,引起火灾。如果电缆中间接头安装了防爆盒及自动灭火系统,那么当电缆发生爆炸时,就不会因电缆中间接头爆炸而伤及其它电缆,可有效控制火灾事故的蔓延和扩大,为运维单位争取更多的处理时间。

【案例】2018年12月某公司新近投运的电缆线路装有良好的电缆接头防火防爆措施。由于通道狭窄,为了防止爆炸和火灾,电缆线路全线进行了防火处理和接头防火防爆处理,如图13-24所示。

图13-24 电缆接头防火防爆措施

条文13.3   防止外力破坏和设施被盗

条文13.3.1   设计和基建阶段

条文13.3.1.5   电缆终端场站、隧道出入口、重要区域的工井井盖应有安防措施,并宜加装在线监控装置。户外金属电缆支架、电缆固定金具等应使用防盗螺栓。

本条文为2012年版《十八项反措》条文13.3.1.4原文。电缆设备的盗割不但会对供电企业造成经济损失,严重时还会导致人员伤亡,因此电缆线路的终端及沿线的重要区域均应采取有效的安防措施。变电站(尤其是无人值守变电站)、户外终端、接地线位置及通道内存在未投运或废弃电缆设备的区域宜加装在线监控装置。

户外金属电缆支架、电缆固定金具等应使用防盗螺栓,从而保护电缆支架不被破坏,增加电缆盗割难度。

智能防盗井盖系统主要有两类产品:一类是在现有井盖上加装监控器,并且具备远程报警功能,实现远程井盖状态监控;另一类是在现有井盖内加装电子控制内盖,可以远程监控井盖状态,并且具备远程关闭、开启井盖,现场遥控开启井盖的功能。这两类产品虽然都可以实现井盖的远程监控,但是在安装方式、具体功能以及实用性等方面有所差异,各有优缺点。

井盖监控器及报警系统:井盖监控器及报警系统主要由井盖监控器、监控管理平台和手机APP组成。其中,井盖监控器完成井盖状态监控和异常情况上报;

电子井盖控制及报警系统:主要由智能电子井盖、监控后台、手机APP等三大部分组成。其中电子井盖结构材质一般为玻璃钢、环氧树脂及其他非铁制材料,并且配有井盖锁和控制器,主要完成远程控制自动开闭井盖锁具,现场经指令密码授权后自动开闭井盖锁具。

井盖的远程管理,在线监控、报警事件处理、巡查、派工等综合服务由监控管理平台和手机APP完成。

【案例】某公司2006年电力隧道内盗窃案件发生多起,2007-2009年完善安防措施后,盗窃事件得到有效遏制,同时作业人员的出入也实现了可视监控,如图13-25所示。

图13-25 电力隧道内完善安防措施情况

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历史上的今天:04月29日

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