電纜頭擊穿故障引起跳閘的事件分析及防范措施

文/溫子明 吳昊

1 風(fēng)電場35kV電纜頭擊穿故障引起跳閘的事件分析

1.1 事件簡況

某風(fēng)電場主變高壓側(cè)斷路器復(fù)壓過流保護(hù)動作斷路器102 跳閘，之后35kV 集電線路Ⅳ回377、Ⅴ回378 斷路器低電壓保護(hù)動作跳間。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)35kV 集電線路Ⅳ回377 線路#3 箱變高壓側(cè)B 相電纜頭被擊穿，并有對A相絕緣子及C 相避雷器放電痕跡；35kV 集電線路V 回378 線路#9 箱變上終端塔隔離開關(guān)處C 相電纜頭被擊穿。

1.2 事件原因分析

1.2.1 氣候和環(huán)境隱患

經(jīng)核查，以上35kV 電纜頭（電纜終端接頭）制作期間受氣候的影響極為嚴(yán)重，天氣狀況很不理想，環(huán)境濕度和粉塵過大。電纜終端接頭制作過程中受氣候、溫濕度的影響，會在電纜頭絕緣層中進(jìn)入塵埃、雜質(zhì)并形成氣隙，在強電場下發(fā)生局部放電，繼而發(fā)展為絕緣擊穿，造成電纜頭擊穿的故障，這是導(dǎo)致電纜終端絕緣降低的隱患。

1.2.2 制作工藝缺陷

電纜頭制作過程中沒有嚴(yán)格按照執(zhí)行電纜終端制作工藝，這是導(dǎo)致電纜頭擊穿故障的原因之一。電纜半導(dǎo)體層未端與電纜頭應(yīng)力錐之間相對位置未滿足廠家的要求，明顯的應(yīng)力錐未套在半導(dǎo)電層上，造成半導(dǎo)體層感應(yīng)電壓不能沿應(yīng)力錐釋放，而形成集中電壓超過電纜可耐受電壓使電纜絕緣層被擊穿，這是導(dǎo)致電纜頭擊穿故障的主要原因。

1.2.3 故障發(fā)生后，未及時切除故障，造成故障加深

故障報警信息，18點08分23秒，35kV Ⅱ母電壓互感器弧光接地報警，經(jīng)檢查為35kV 集電線路Ⅳ回#3 箱變高壓側(cè)B 相電纜頭放電，發(fā)生B相單相接地故障（臨時故障）。

B 相單相接地故障期間，A、C 相電壓由正常運行的相電壓升高到線電壓（C 相升高較大），并有零序電壓產(chǎn)生。35kV 集電線路Ⅴ回378 線路C 相電纜頭擊穿，造成B、C 相異地短路，同時377 線路在短路發(fā)生180ms 后發(fā)生爆炸，造成三相短路，進(jìn)而斷路器跳閘。在發(fā)生B、C 相異地短路時，流過35kV 集電線路Ⅳ回377、Ⅴ回378 斷路器的故障電流均已超過線路過流Ⅰ段保護(hù)動作值。

經(jīng)核查，電纜設(shè)備發(fā)生單相接地故障，中控室監(jiān)控系統(tǒng)裝置發(fā)出接地告警信號時，現(xiàn)場運行人員未能及時處理，這也是導(dǎo)致35kV 電纜頭設(shè)備故障范圍擴大的原因。

1.2.4 線路保護(hù)CT 極性接反，越級跳閘，造成事件擴大故障

故障排查過程中，施工過程中建設(shè)單位未按照圖紙進(jìn)行施工造成35kV 集電線路Ⅳ回377 斷路器、Ⅴ回378 斷路器、主變低壓側(cè)35kV 線路保護(hù)CT 極性接反，調(diào)試人員也沒有嚴(yán)格按照調(diào)度下達(dá)的要求進(jìn)行保護(hù)動作試驗，從施工、調(diào)試、投運整個過程出現(xiàn)的一系列的失誤最終導(dǎo)致35kV 集電線路377 斷路器、378 斷路器、301 斷路器保護(hù)拒動，由主變的35kV 側(cè)后備保護(hù)快速段動作，跳開主變35kV側(cè)301 斷路器，之后線路的低電壓保護(hù)動作跳開377、378 斷路器的一系列連鎖跳閘現(xiàn)象，也與故障錄波裝置打印出來的故障分析簡表相吻合。

2 防止類似事件提出防范措施

2.1 電纜頭安裝時，盡量避開惡劣氣候和天氣

電纜頭安裝時要防潮，盡量避免在雨天、霧天、大風(fēng)的天氣時安裝，在施工現(xiàn)場一定要保證施工現(xiàn)場的溫度、濕度、灰塵不超標(biāo)。平均氣溫低于0℃時，要采取相關(guān)加熱措施。

2.2 加強工程建設(shè)期間的質(zhì)量管理

技術(shù)人員在電纜頭安裝時要保證手和工具、材料的清潔。操作時不應(yīng)做其他與工作無關(guān)的事。在剝離外半導(dǎo)體層時，電纜刀一定要控制好切割深度，以防傷到電纜的主絕緣。電場強度最大的銅屏蔽層斷口和半導(dǎo)體層斷口處應(yīng)該套在冷縮管的應(yīng)力錐處，冷縮管的應(yīng)力錐應(yīng)套到在半導(dǎo)電層上，必須套到位。

2.3 嚴(yán)格按調(diào)度保護(hù)定值整定保護(hù)設(shè)備

該事件暴露出在基建施工、調(diào)試、驗收管理以及設(shè)備管理意識等方面存在一些問題。今后類似的施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照電網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)范規(guī)程以及調(diào)度下達(dá)的保護(hù)定值設(shè)置場內(nèi)繼電保護(hù)裝置，加強投產(chǎn)前的調(diào)試驗收工作，加強工程質(zhì)量管理。風(fēng)電場投運后要認(rèn)真按照電網(wǎng)公司繼電保護(hù)運行規(guī)程開展二次檢查工作，并在新設(shè)備投產(chǎn)過程中高度重視保護(hù)裝置的帶負(fù)荷檢查。

2.4 加強對現(xiàn)場值班運行人員的管理

完善現(xiàn)場值班運行人員配置，在交接班、日常三餐以及其他現(xiàn)場監(jiān)視盲區(qū)要多人輪換進(jìn)行。加強運維人員的值班工作培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)水平，加強對設(shè)備的管理工作，開展繼電保護(hù)的學(xué)習(xí)及培訓(xùn)。設(shè)專職人員對全站的繼電保護(hù)進(jìn)行管理。

2.5 及時處理單相接地故障

發(fā)生單相接地后，盡管系統(tǒng)仍能繼續(xù)運行一定時間，但仍需引起高度重視。運行人員要盡可能綜合各類故障現(xiàn)象，結(jié)合小電流接地選線裝置報警信息，迅速準(zhǔn)確的選擇故障線路，在最短的時間內(nèi)將故障線路停電進(jìn)行處理，防止由于單相接地故障過電壓而發(fā)展成為相間故障，引起跳閘，更關(guān)鍵的是要避免影響范圍擴大。

3 結(jié)語

35kV 電纜頭很容易出現(xiàn)故障，大多與電纜的終端頭的制作和安裝有關(guān)系，施工人員只要精細(xì)施工，嚴(yán)格按照說明書和有關(guān)規(guī)程、規(guī)定去安裝、制作電纜頭，現(xiàn)場管理人員監(jiān)管到位，一定能避免故障發(fā)生。同時，值班人員應(yīng)熟悉有關(guān)運行規(guī)程，了解設(shè)備的運行狀況，提高處理問題的能力，出現(xiàn)故障時要沉著冷靜、認(rèn)真分析、正確判斷、并避免故障進(jìn)一步發(fā)展、盡快恢復(fù)正常運行方式。另外，還要提高集電線路檢修人員的技術(shù)水平，積極改善設(shè)備的運行條件，加強集電線路的檢修、維護(hù)、管理，提高設(shè)備的安全、穩(wěn)定、可靠運行水平。