國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州供電公司 李小強(qiáng) 王巍俊 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司蘭州新區(qū)供電公司 趙海寶

近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的提升、城市建設(shè)的發(fā)展，城市電網(wǎng)建設(shè)中，110kV及以上輸電線路越來(lái)越多地采用高壓電纜方式。高壓電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，容易因絕緣層老化、接頭氧化、接觸電阻增大、接地系統(tǒng)異常等原因引起電纜接頭、接地箱過(guò)熱，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)事故。此外，與高壓電纜共溝的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)電纜在發(fā)生單相接地故障時(shí)短時(shí)間運(yùn)行容易造成火災(zāi)事故。因此，加強(qiáng)高壓電纜及通道運(yùn)維管理十分重要。

1 主要做法

1.1 強(qiáng)化電纜接地環(huán)流監(jiān)測(cè)管理

1.1.1 交叉互聯(lián)接地方式

交叉互聯(lián)系統(tǒng)主要包括絕緣接頭、電纜、終端、電纜金屬護(hù)套接地線、直接接地箱、交叉互聯(lián)箱、同軸電纜、接地線、直通接頭等，該種接地方式將每大段電纜分為三個(gè)長(zhǎng)度相等的小段；每小段之間裝設(shè)絕緣接頭；接頭處電纜護(hù)層的三相之間用同軸電纜引線經(jīng)交叉互聯(lián)箱及保護(hù)器進(jìn)行換位連接。在正常情況下，高壓電纜采用品字型排列，在轉(zhuǎn)彎處、接頭處無(wú)法進(jìn)行品字排列，因此，即使電纜護(hù)層交叉換位也會(huì)產(chǎn)生很小的接地電流。由于這一接地電流很小，一般不會(huì)造成護(hù)層發(fā)熱、絕緣破壞，也就不會(huì)影響高壓電纜的安全運(yùn)行。

1.1.2 金屬護(hù)層接地環(huán)流技術(shù)要求

電纜設(shè)計(jì)、運(yùn)行等規(guī)程規(guī)定：?jiǎn)涡倦娎|的金屬護(hù)套或屏蔽層，在線路上至少有一點(diǎn)直接接地，且在金屬護(hù)套或屏蔽層上任一點(diǎn)非接地處的正常感應(yīng)電壓，應(yīng)符合下列要求：未采取能防止人員任意接觸金屬護(hù)套或屏蔽層的安全措施時(shí)，滿載情況下不得大于50V；采取能防止人員任意接觸金屬護(hù)套或屏蔽層的安全措施時(shí)，滿載情況下不得大于300V；金屬護(hù)層接地電流絕對(duì)值應(yīng)小于100A，或金屬護(hù)層接地電流與負(fù)荷電流之比小于20%，或金屬護(hù)層接地電流相間最大值與最小值之比小于3。

1.1.3 金屬護(hù)層接地電流異常原因分析

由于高壓電纜施工工藝要求高，如操作流程不規(guī)范或安裝工藝不合格，將會(huì)造成換相錯(cuò)誤。此外高壓電纜敷設(shè)的環(huán)境復(fù)雜，有隧道、排管、直埋、溝道等方式，隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，金屬護(hù)層、交叉互聯(lián)箱等會(huì)發(fā)生不同程度的損傷，因此造成護(hù)套交叉互聯(lián)故障的原因是復(fù)雜多樣的。

電纜金屬護(hù)層換相錯(cuò)誤。一個(gè)大段電纜內(nèi)的三小段電纜金屬護(hù)層在交叉互聯(lián)換位時(shí)，如果兩個(gè)交叉互聯(lián)箱的換位接線不一致，就會(huì)導(dǎo)致?lián)Q位不完全，使得每一小段的感應(yīng)電流無(wú)法相互中和，從而產(chǎn)生較大的接地電流；交叉互聯(lián)段內(nèi)三小段電纜不等長(zhǎng)。在這種情況下，在三小段電纜護(hù)層上產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不相等，無(wú)法相互中和，導(dǎo)致其產(chǎn)生較大的接地電流；電纜接頭的絕緣隔板被擊穿。當(dāng)電纜絕緣接頭的絕緣隔板在受到雷擊或過(guò)電壓被擊穿時(shí)，會(huì)造成金屬護(hù)層兩端直接連接，由原本的絕緣接頭變成直通頭，本應(yīng)三段等長(zhǎng)交叉互聯(lián)變成了兩段不等長(zhǎng)交叉互聯(lián)，失去了換位的作用，造成接地電流增大。

電纜護(hù)層多點(diǎn)接地。當(dāng)電纜受到擠壓等外力破壞情況，會(huì)導(dǎo)致外護(hù)套破裂、護(hù)套絕緣破壞，從而會(huì)使運(yùn)行中的電纜多點(diǎn)接地，接地環(huán)流進(jìn)行矢量疊加后會(huì)導(dǎo)致同軸電纜處接地電流檢測(cè)偏大；中間接頭尾管連接錯(cuò)誤。

若隔離兩側(cè)金屬護(hù)層出現(xiàn)同軸電纜內(nèi)導(dǎo)和外導(dǎo)連接方式錯(cuò)誤，使其中的一相未進(jìn)行換相，使感應(yīng)電壓增加，護(hù)層電流增大；交叉互聯(lián)箱保護(hù)器被擊穿。每個(gè)交叉互聯(lián)箱內(nèi)各相至接地端都有過(guò)壓保護(hù)器，若保護(hù)器被擊穿則無(wú)法保證其絕緣，可能會(huì)造成電流偏大。

1.1.4 接地電流長(zhǎng)期偏大的危害

接地電流偏大導(dǎo)致一部分電能通過(guò)接地電纜流入大地，消耗了大量的電能；降低了電纜的設(shè)計(jì)載流量。由于金屬護(hù)層通過(guò)大電流而發(fā)熱，導(dǎo)致電纜無(wú)法有效散熱，電纜主絕緣加速老化；若接地箱電阻過(guò)大或接頭接觸不良，環(huán)流過(guò)大時(shí)將引起接頭故障、接地箱或接地線燒損，嚴(yán)重時(shí)有可能導(dǎo)致主絕緣的擊穿，引起設(shè)備故障甚至電網(wǎng)事故。

1.1.5 隱患處理流程

根據(jù)高壓電纜金屬護(hù)層交叉互聯(lián)系統(tǒng)接地電流異常原因分析所述，為排查因影響接地電流偏大的原因，將各種可能性考慮周全，制定如下排查流程：停電、驗(yàn)電、接地；本體相序檢查；中間接頭尾管檢測(cè)-識(shí)別出同軸電纜內(nèi)外芯；交叉互聯(lián)方式接線檢查；護(hù)層保護(hù)器檢測(cè)；交叉互聯(lián)段各接頭間電纜段護(hù)層絕緣檢測(cè)；恢復(fù)箱體連板；恢復(fù)電纜引流拆除兩側(cè)安全措施。

1.1.6 加強(qiáng)金屬護(hù)層交叉互聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)維管理

加強(qiáng)高壓電纜金屬護(hù)層交叉互聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)維管理，重點(diǎn)做到：要加強(qiáng)電纜工程全過(guò)程管理，在電纜設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中保證一個(gè)交叉互聯(lián)段內(nèi)三段等長(zhǎng)、接線正確。在工程驗(yàn)收過(guò)程要開展交叉互聯(lián)系統(tǒng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)交叉互聯(lián)的正確性；要加強(qiáng)單芯高壓電纜接地系統(tǒng)運(yùn)維管理。嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定周期性地檢測(cè)電纜接頭的接地電流，配置相應(yīng)的護(hù)層接地電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；加強(qiáng)單芯高壓電纜的外護(hù)套檢測(cè)工作，若外護(hù)套絕緣不合格，要及時(shí)進(jìn)行外護(hù)套故障定位查找和修復(fù)，以確保電纜金屬護(hù)層接地系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.2 構(gòu)建電纜立體防護(hù)體系

1.2.1 縱向物理隔離

在敷設(shè)電纜的支架層間全線安裝防火隔板，加裝防火槽盒，在電纜表面涂刷防火涂料，針對(duì)中性點(diǎn)非有效接地方式的10kV 電纜接頭安裝防火防爆盒等措施。用耐火材料將電纜穿過(guò)墻壁、豎井等的孔洞封堵嚴(yán)密，防止外部火災(zāi)竄入，同時(shí)防止高溫?zé)煔獾臄U(kuò)散蔓延造成火災(zāi)面擴(kuò)大。形成電纜隧道內(nèi)支架上敷設(shè)的電纜縱向物理隔離，防止各電纜層間出現(xiàn)竄燃，擴(kuò)大火情。

1.2.2 橫向智能感知

建立高壓電纜及通道環(huán)境在線監(jiān)測(cè)中心，涵蓋電纜本體、通道環(huán)境、消防監(jiān)控、人機(jī)互聯(lián)四大類。具備隧道內(nèi)電纜及其接頭溫度監(jiān)測(cè)、接地環(huán)流監(jiān)測(cè)，隧道視頻監(jiān)控、非法侵入報(bào)警，環(huán)境氣體監(jiān)測(cè)、煙霧感應(yīng)告警、自動(dòng)消防滅火，消防應(yīng)急通信等功能。達(dá)到了高壓電纜及通道環(huán)境狀態(tài)的橫向智能感知。狀態(tài)感知數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)礁邏弘娎|及通道環(huán)境在線監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)控中心安排專人進(jìn)行值班，每天對(duì)電纜及通道情況進(jìn)行巡視，在大幅降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)有效避免巡視真空期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理消防隱患苗頭，將問(wèn)題處理在萌芽狀態(tài)，電纜運(yùn)維狀態(tài)得以實(shí)時(shí)掌握，電纜運(yùn)維智能化水平、消防監(jiān)控和應(yīng)急能力明顯提升。

1.2.3 重點(diǎn)區(qū)域防護(hù)

針對(duì)高壓電纜接頭區(qū)、電纜密集區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域防護(hù)，安裝超細(xì)干粉自動(dòng)滅火彈。能通過(guò)本地自動(dòng)啟動(dòng)、本地人工啟動(dòng)、遠(yuǎn)程平臺(tái)啟動(dòng)三種方式啟動(dòng)自動(dòng)滅火彈。自動(dòng)滅火彈自帶熱敏線和煙感聯(lián)動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)溫度過(guò)高時(shí)或感應(yīng)到煙霧時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，隧道運(yùn)維人員可根據(jù)火災(zāi)情況通過(guò)緊急按鈕本地人工啟動(dòng)，監(jiān)控平臺(tái)接收到火災(zāi)報(bào)警信息后遠(yuǎn)程平臺(tái)啟動(dòng)。在電纜隧道的有限空間內(nèi)有效控制火災(zāi)擴(kuò)大化，并在火災(zāi)發(fā)生后第一時(shí)間主動(dòng)自動(dòng)實(shí)施滅火。

1.2.4 應(yīng)急防患未然

出臺(tái)《電纜共溝運(yùn)維管理方案》，明確各責(zé)任單位的管理職責(zé)和責(zé)任邊界，加強(qiáng)和規(guī)范了公司高壓電纜通道管理，從源頭上杜絕10kV 電纜進(jìn)入高壓電纜通道，有效提高了高壓電纜通道的運(yùn)維和管理水平；將“與高壓電纜通道共溝的10kV 電纜線路的重合閘退出運(yùn)行”條款寫入調(diào)度規(guī)程，并在發(fā)生接地故障時(shí)直接跳開故障線路并不重合，杜絕了長(zhǎng)時(shí)間接地運(yùn)行或重合時(shí)產(chǎn)生電弧引燃電纜；組織編制《密集型電纜通道1-N 應(yīng)急預(yù)案》。對(duì)所轄的混溝高壓電纜通道按照斷面喪失的最嚴(yán)重狀態(tài)，編制了《密集型電纜通道1-N 應(yīng)急預(yù)案》，為正確、高效、快速地處置電纜通道重大事件提供可行方案，逐步配置應(yīng)急人員、應(yīng)急裝備、應(yīng)急物資等，在事故情況下最大程度地預(yù)防和減少損失和影響，保證城市電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電。

1.3 強(qiáng)化電纜及通道巡視管理

1.3.1 規(guī)范電纜及通道巡視標(biāo)準(zhǔn)化流程

建立巡視標(biāo)準(zhǔn)，編寫《高壓電纜及通道巡視作業(yè)指導(dǎo)書》；制定季、月、周巡視計(jì)劃；編制巡視標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)卡；巡視人員現(xiàn)場(chǎng)巡視并填寫《電纜線路巡視卡》；匯總巡視情況，制定消缺計(jì)劃。為提高工作效率，巡視內(nèi)容結(jié)合電纜及通道隱患排查、紅外測(cè)溫、接地環(huán)流檢測(cè)等工作同步開展，實(shí)現(xiàn)集約巡視。夏季、冬季用電負(fù)荷高峰期，對(duì)重負(fù)荷線路及帶電檢測(cè)異常線路開展特巡。

1.3.2 加強(qiáng)巡視人員技能培訓(xùn)

確保巡視人員熟悉掌握所管轄線路的設(shè)備情況；熟悉電纜缺陷類型及事故規(guī)律；熟悉相關(guān)的規(guī)程及制度，能掌握基本的電纜檢測(cè)試驗(yàn)技術(shù)；正確判斷設(shè)備缺陷隱患；能積累設(shè)備基礎(chǔ)信息和運(yùn)行資料，提高運(yùn)維人員業(yè)務(wù)素質(zhì)能力。

1.3.3 積極開展隱患排查工作

通過(guò)巡視檢查、帶電檢測(cè)、停電試驗(yàn)等手段進(jìn)行排查，對(duì)排查出的缺陷隱患逐條登記建檔立卡，按照“發(fā)現(xiàn)-評(píng)估-報(bào)告-治理-驗(yàn)收-銷號(hào)”的流程閉環(huán)管控。對(duì)危及人身安全的隱患和可現(xiàn)場(chǎng)處理的危急缺陷立即消除；對(duì)于具備治理?xiàng)l件的隱患按計(jì)劃安排治理；對(duì)暫不能整改的隱患，研究確定具體完成整改時(shí)限，制定防范措施，需結(jié)合大修項(xiàng)目處理的缺陷提前儲(chǔ)備項(xiàng)目。

1.4 落實(shí)防外破措施

全面排查電纜通道警示標(biāo)識(shí)設(shè)置情況，對(duì)標(biāo)識(shí)缺失的區(qū)段重新探測(cè)路徑并設(shè)置標(biāo)識(shí)。開展電纜及通道資源普測(cè)，完善基礎(chǔ)臺(tái)賬，補(bǔ)齊完善電纜通道各類標(biāo)識(shí)，全面筑牢基礎(chǔ)管理工作；實(shí)行核心區(qū)電纜及通道巡視防護(hù)。

建立“橫向到邊，縱向到底”的立體化網(wǎng)格防護(hù)體系，對(duì)保護(hù)通道施工隱患早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早防護(hù)、早消除，有效防范外力破壞事件的發(fā)生；加強(qiáng)與市政及供熱供氣等相關(guān)部門、企業(yè)的聯(lián)動(dòng)，建立聯(lián)防聯(lián)控溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，及時(shí)掌握道路開挖情況；搜集全市范圍內(nèi)挖掘機(jī)等車主信息，定期發(fā)送道路施工安全防護(hù)提示短信，并及時(shí)提供電纜路徑測(cè)試等技術(shù)指導(dǎo)，盡力減少電纜外破事件的發(fā)生。對(duì)違反相關(guān)規(guī)定的施工單位和個(gè)人下達(dá)《安全隱患告知書》，限期整改。

2 評(píng)估與改進(jìn)

2.1 成效分析

通過(guò)物理隔離有效防止了電纜隧道內(nèi)外部、電纜隧道不同隔斷、支架層間電纜及其他線纜的竄燃及高溫?zé)煔鈹U(kuò)散的蔓延，避免擴(kuò)大火情；高壓電纜及通道環(huán)境在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了高壓電纜及通道的狀態(tài)感知，消防監(jiān)控能力大幅提升；編制的《密集型電纜通道1-N 應(yīng)急預(yù)案》，提出了在隧道斷面喪失的嚴(yán)重情況下，如何正確、快速、有效處理事故的可操作預(yù)案。

做到恢復(fù)時(shí)序清晰、設(shè)備物資位置清晰、人員隊(duì)伍能力清晰，在事故情況下最大程度地預(yù)防和減少損失和影響，保證城市電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電；高壓電纜隧道立體組合消防體系形成了電纜隧道內(nèi)電纜及通道環(huán)境狀態(tài)智能感知、相互之間防火物理隔離、重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)防護(hù)、應(yīng)急情況快速處置的消防管理體系。

2.2 改進(jìn)方向

2.2.1 差異化配置在線監(jiān)測(cè)功能

差異化配置在線監(jiān)測(cè)功能，提升消防智能感知水平：一是豐富智能感知功能，引入高頻局放、智能接地箱等在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在重要通道上配置隧道機(jī)器人，深化電纜本體狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、分析診斷及智能化應(yīng)急處置；二是根據(jù)高壓電纜級(jí)別、電纜隧道級(jí)別、共溝10kV 電纜情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，差異化配置在線監(jiān)測(cè)功能并制定差異化巡檢策略，有序提升高壓電纜隧道智能感知力；進(jìn)一步優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案。進(jìn)一步優(yōu)化《密集型電纜通道1-N 應(yīng)急預(yù)案》，配強(qiáng)應(yīng)急隊(duì)伍、配好應(yīng)急裝備、配全應(yīng)急物資，定期開展針對(duì)性事故應(yīng)急演練，全面提高綜合應(yīng)急處置能力。

2.2.2 加強(qiáng)電纜運(yùn)維人員培訓(xùn)

一方面邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專家進(jìn)行內(nèi)部培訓(xùn)、或選派運(yùn)維人員到國(guó)網(wǎng)電纜實(shí)訓(xùn)基地培訓(xùn)，另一方面結(jié)合電纜實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)加強(qiáng)人員實(shí)操訓(xùn)練，提高110kV 電纜運(yùn)維實(shí)操能力，特別是電纜附件制作水平；增強(qiáng)電纜工程全過(guò)程管理措施。組織編發(fā)《高壓電纜及通道工程項(xiàng)目審查要點(diǎn)和全過(guò)程管理辦法》，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格實(shí)施，全面提升高壓電纜工程質(zhì)量，因?yàn)殡娎|作為高可靠性輸電設(shè)備的基本保障就是其投運(yùn)時(shí)要健康，只有管好了每一個(gè)過(guò)程才能有健康的設(shè)備投運(yùn)，才能有持續(xù)長(zhǎng)周期的電網(wǎng)安全。