中國(guó)石化儀征化纖股份公司動(dòng)力生產(chǎn)中心，負(fù)責(zé)公司范圍內(nèi)供電電網(wǎng)的管理。該供電電網(wǎng)中，10kV電網(wǎng)主要由電纜線路組成，總長(zhǎng)度約253km。為了加強(qiáng)電纜的安全管理，動(dòng)力生產(chǎn)中心采用了各種管理、技術(shù)措施，但仍發(fā)生了由于油浸紙絕緣電纜本體接地或相間短路引起的爆炸事故。通過(guò)調(diào)研，筆者認(rèn)為在電纜管理方面應(yīng)注意以下問(wèn)題。
1、按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選用電纜型式
10年前，公司的10kV高壓電纜都選用鋁芯油浸紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝麻被電力電纜，型號(hào)為ZLQ21型。油紙絕緣電纜具有優(yōu)良的電氣性能，使用歷史悠久，電纜、附件和電纜頭的制作工藝等都很成熟，它適宜敷設(shè)在土壤中，能承受一定的機(jī)械外力，但不能承受大的拉力，且敷設(shè)時(shí)不允許有超過(guò)15m的落差和15D的彎曲半徑。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電纜用戶對(duì)便于運(yùn)行維護(hù)的交聯(lián)聚乙烯電纜產(chǎn)生了濃厚的興趣，專家也在DL401-91《高壓電纜選用導(dǎo)則》中建議，對(duì)6～110kV電網(wǎng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可因地制宜采用交聯(lián)電纜。
從儀化近20年的電纜運(yùn)行和目前國(guó)內(nèi)電纜的使用情況來(lái)看，筆者認(rèn)為：在非高落差、小拐徑的地段使用油浸紙絕緣電纜比交聯(lián)電纜更合理。因?yàn)橛徒埥^緣電纜的平均使用壽命可達(dá)30～50年(上海有的油浸紙絕緣電纜已運(yùn)行了100多年)，而交聯(lián)電纜可能在10年左右就出現(xiàn)故障率上升。實(shí)踐證明，油浸紙絕緣電纜的運(yùn)行壽命及電氣性能在一定程度上要優(yōu)于交聯(lián)電纜。
2、電纜附件的選用應(yīng)該更注意性價(jià)比
從目前國(guó)內(nèi)使用情況來(lái)看，熱縮及澆鑄式電纜頭對(duì)油浸紙電纜來(lái)說(shuō)更合適，但這2種電纜頭的制作工藝復(fù)雜，對(duì)制作人員的技術(shù)水平、制作經(jīng)驗(yàn)都有較高要求，并且對(duì)制作環(huán)境也有一定的要求。
冷縮頭由于采用硅橡膠材料，制作過(guò)程中不需動(dòng)火，工序簡(jiǎn)便，適合于電纜隧道、電纜層等相對(duì)密閉的空間，近年來(lái)也成為電纜附件的首選。但對(duì)于一些對(duì)泄漏和輻射要求高的單位，通常不考慮冷縮式電纜頭。對(duì)比3種產(chǎn)品的價(jià)格，冷縮頭是熱縮或澆注式電纜頭的7～10倍。
基于上述原因，筆者認(rèn)為在投資項(xiàng)目中，電纜附件應(yīng)以熱縮或澆注式電纜頭為主。搶修中可考慮部分冷縮頭，以節(jié)省時(shí)間，盡快恢復(fù)送電。但有一個(gè)問(wèn)題不能回避，那就是要加強(qiáng)對(duì)電纜頭制作工藝的再培訓(xùn)和制作人員水平的提高，因?yàn)殡娎|頭制作工藝質(zhì)量沒(méi)有保證，也會(huì)成為供電網(wǎng)絡(luò)安全的另一個(gè)隱患。
3、改變電纜試驗(yàn)方式
4年前，中石化在全公司提出了狀態(tài)檢修的設(shè)備管理要求，這種檢修方式對(duì)于電纜這種非轉(zhuǎn)動(dòng)類設(shè)備有一定的難度。由于缺乏在線監(jiān)測(cè)手段，只能通過(guò)電纜的定期試驗(yàn)來(lái)判斷其健康狀況。按照DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，油浸紙絕緣電纜的試驗(yàn)項(xiàng)目有：絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)。對(duì)于交聯(lián)電纜只完成絕緣電阻的測(cè)試。由于初期建設(shè)中選用的電纜附件受制作工藝的限制，我們一般只能做電纜主絕緣的絕緣電阻試驗(yàn)，對(duì)電纜外護(hù)套絕緣電阻和內(nèi)襯層絕緣電阻都未能測(cè)試，這也給交聯(lián)電纜預(yù)防性試驗(yàn)帶來(lái)了漏洞。
(1)動(dòng)力生產(chǎn)中心2003年的3次非計(jì)劃停車中，都是由于型號(hào)為ZLQ21的油浸紙絕緣電纜落差段發(fā)生接地短路后爆炸引起的，這些出故障的電纜都按原電力工業(yè)部發(fā)布的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和儀征化纖股份有限公司匯編的《電力電纜維護(hù)檢修規(guī)程》，進(jìn)行過(guò)1年1次的絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)。上述電纜，在2001—2003年的預(yù)防性試驗(yàn)中，數(shù)據(jù)都符合要求，2003-09-16電纜本體爆炸后重做了電纜頭，試驗(yàn)也符合標(biāo)準(zhǔn)，但在其后不久又發(fā)生了電纜本體爆炸。從預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，電纜泄漏電流、絕緣電阻均符合標(biāo)準(zhǔn)，但在檢修周期內(nèi)，仍發(fā)生電纜本體短路爆炸事故，可見(jiàn)電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步改進(jìn)完善，提高其有效性。
(2)電纜預(yù)防性試驗(yàn)肯定會(huì)對(duì)電纜造成損傷，但放棄預(yù)防性試驗(yàn)也不是好的管理方法。如果能利用熱敏或其它原理對(duì)電纜進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和電纜的負(fù)荷量、敷設(shè)環(huán)境、電纜上次試驗(yàn)狀況等情況進(jìn)行綜合評(píng)估后，實(shí)行狀態(tài)試驗(yàn)，對(duì)狀況不好的提高試驗(yàn)電壓值，對(duì)整體情況良好的，在保證電纜不受外力損傷的前提下，將檢修周期延長(zhǎng)3～5年，也許是更好的方法。
(3)交聯(lián)電纜的絕緣是由添加交聯(lián)劑的熱塑性塑料擠包、交聯(lián)制成的。在直流電場(chǎng)的空間電荷作用下，其絕緣性能會(huì)加速劣化，使用壽命會(huì)縮短。近幾年電纜行業(yè)已對(duì)此逐漸達(dá)成共識(shí)，因此對(duì)于新投運(yùn)或重做電纜頭后的交聯(lián)電纜應(yīng)優(yōu)先采用交流試驗(yàn)方法。采用這種方法試驗(yàn)時(shí)，輸出的正弦電壓波形接近電纜的運(yùn)行工況，試驗(yàn)電壓值低于直流耐壓試驗(yàn)值，且在測(cè)試中不會(huì)使有害的空間電荷注入絕緣材料。同時(shí)，可以無(wú)損傷地探測(cè)到電纜、電纜接頭及施工工藝的缺陷，對(duì)絕緣介質(zhì)中的電樹(shù)枝、水樹(shù)枝放電狀況有所改善，保證電纜的正常使用壽命。但交流耐壓試驗(yàn)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的微小氣隙及安裝中存在的微小絕緣擠壓受損缺陷。這些缺陷都會(huì)在日后的運(yùn)行中逐漸發(fā)展而威脅設(shè)備的安全運(yùn)行，因此在交接試驗(yàn)中引入局部放電的測(cè)量是可以考慮的。
(4)公司在安全隱患治理項(xiàng)目中，對(duì)部分運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、狀況較差的油浸紙絕緣電纜進(jìn)行了改造。具體的改造方案就是，截掉電纜兩終端附近存在落差的薄弱環(huán)節(jié)，采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注式或熱縮式中間頭對(duì)接，落差部分選用ZLQD22-8.7/10型不滴流油紙絕緣電纜。
1、按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際選用電纜型式
10年前，公司的10kV高壓電纜都選用鋁芯油浸紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝麻被電力電纜，型號(hào)為ZLQ21型。油紙絕緣電纜具有優(yōu)良的電氣性能，使用歷史悠久，電纜、附件和電纜頭的制作工藝等都很成熟，它適宜敷設(shè)在土壤中，能承受一定的機(jī)械外力，但不能承受大的拉力，且敷設(shè)時(shí)不允許有超過(guò)15m的落差和15D的彎曲半徑。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電纜用戶對(duì)便于運(yùn)行維護(hù)的交聯(lián)聚乙烯電纜產(chǎn)生了濃厚的興趣，專家也在DL401-91《高壓電纜選用導(dǎo)則》中建議，對(duì)6～110kV電網(wǎng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可因地制宜采用交聯(lián)電纜。
從儀化近20年的電纜運(yùn)行和目前國(guó)內(nèi)電纜的使用情況來(lái)看，筆者認(rèn)為：在非高落差、小拐徑的地段使用油浸紙絕緣電纜比交聯(lián)電纜更合理。因?yàn)橛徒埥^緣電纜的平均使用壽命可達(dá)30～50年(上海有的油浸紙絕緣電纜已運(yùn)行了100多年)，而交聯(lián)電纜可能在10年左右就出現(xiàn)故障率上升。實(shí)踐證明，油浸紙絕緣電纜的運(yùn)行壽命及電氣性能在一定程度上要優(yōu)于交聯(lián)電纜。
2、電纜附件的選用應(yīng)該更注意性價(jià)比
從目前國(guó)內(nèi)使用情況來(lái)看，熱縮及澆鑄式電纜頭對(duì)油浸紙電纜來(lái)說(shuō)更合適，但這2種電纜頭的制作工藝復(fù)雜，對(duì)制作人員的技術(shù)水平、制作經(jīng)驗(yàn)都有較高要求，并且對(duì)制作環(huán)境也有一定的要求。
冷縮頭由于采用硅橡膠材料，制作過(guò)程中不需動(dòng)火，工序簡(jiǎn)便，適合于電纜隧道、電纜層等相對(duì)密閉的空間，近年來(lái)也成為電纜附件的首選。但對(duì)于一些對(duì)泄漏和輻射要求高的單位，通常不考慮冷縮式電纜頭。對(duì)比3種產(chǎn)品的價(jià)格，冷縮頭是熱縮或澆注式電纜頭的7～10倍。
基于上述原因，筆者認(rèn)為在投資項(xiàng)目中，電纜附件應(yīng)以熱縮或澆注式電纜頭為主。搶修中可考慮部分冷縮頭，以節(jié)省時(shí)間，盡快恢復(fù)送電。但有一個(gè)問(wèn)題不能回避，那就是要加強(qiáng)對(duì)電纜頭制作工藝的再培訓(xùn)和制作人員水平的提高，因?yàn)殡娎|頭制作工藝質(zhì)量沒(méi)有保證，也會(huì)成為供電網(wǎng)絡(luò)安全的另一個(gè)隱患。
3、改變電纜試驗(yàn)方式
4年前，中石化在全公司提出了狀態(tài)檢修的設(shè)備管理要求，這種檢修方式對(duì)于電纜這種非轉(zhuǎn)動(dòng)類設(shè)備有一定的難度。由于缺乏在線監(jiān)測(cè)手段，只能通過(guò)電纜的定期試驗(yàn)來(lái)判斷其健康狀況。按照DL/T596-1996《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，油浸紙絕緣電纜的試驗(yàn)項(xiàng)目有：絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)。對(duì)于交聯(lián)電纜只完成絕緣電阻的測(cè)試。由于初期建設(shè)中選用的電纜附件受制作工藝的限制，我們一般只能做電纜主絕緣的絕緣電阻試驗(yàn)，對(duì)電纜外護(hù)套絕緣電阻和內(nèi)襯層絕緣電阻都未能測(cè)試，這也給交聯(lián)電纜預(yù)防性試驗(yàn)帶來(lái)了漏洞。
(1)動(dòng)力生產(chǎn)中心2003年的3次非計(jì)劃停車中，都是由于型號(hào)為ZLQ21的油浸紙絕緣電纜落差段發(fā)生接地短路后爆炸引起的，這些出故障的電纜都按原電力工業(yè)部發(fā)布的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》和儀征化纖股份有限公司匯編的《電力電纜維護(hù)檢修規(guī)程》，進(jìn)行過(guò)1年1次的絕緣電阻和直流耐壓試驗(yàn)。上述電纜，在2001—2003年的預(yù)防性試驗(yàn)中，數(shù)據(jù)都符合要求，2003-09-16電纜本體爆炸后重做了電纜頭，試驗(yàn)也符合標(biāo)準(zhǔn)，但在其后不久又發(fā)生了電纜本體爆炸。從預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，電纜泄漏電流、絕緣電阻均符合標(biāo)準(zhǔn)，但在檢修周期內(nèi)，仍發(fā)生電纜本體短路爆炸事故，可見(jiàn)電纜試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)還有待進(jìn)一步改進(jìn)完善，提高其有效性。
(2)電纜預(yù)防性試驗(yàn)肯定會(huì)對(duì)電纜造成損傷，但放棄預(yù)防性試驗(yàn)也不是好的管理方法。如果能利用熱敏或其它原理對(duì)電纜進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果和電纜的負(fù)荷量、敷設(shè)環(huán)境、電纜上次試驗(yàn)狀況等情況進(jìn)行綜合評(píng)估后，實(shí)行狀態(tài)試驗(yàn)，對(duì)狀況不好的提高試驗(yàn)電壓值，對(duì)整體情況良好的，在保證電纜不受外力損傷的前提下，將檢修周期延長(zhǎng)3～5年，也許是更好的方法。
(3)交聯(lián)電纜的絕緣是由添加交聯(lián)劑的熱塑性塑料擠包、交聯(lián)制成的。在直流電場(chǎng)的空間電荷作用下，其絕緣性能會(huì)加速劣化，使用壽命會(huì)縮短。近幾年電纜行業(yè)已對(duì)此逐漸達(dá)成共識(shí)，因此對(duì)于新投運(yùn)或重做電纜頭后的交聯(lián)電纜應(yīng)優(yōu)先采用交流試驗(yàn)方法。采用這種方法試驗(yàn)時(shí)，輸出的正弦電壓波形接近電纜的運(yùn)行工況，試驗(yàn)電壓值低于直流耐壓試驗(yàn)值，且在測(cè)試中不會(huì)使有害的空間電荷注入絕緣材料。同時(shí)，可以無(wú)損傷地探測(cè)到電纜、電纜接頭及施工工藝的缺陷，對(duì)絕緣介質(zhì)中的電樹(shù)枝、水樹(shù)枝放電狀況有所改善，保證電纜的正常使用壽命。但交流耐壓試驗(yàn)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)制造過(guò)程中產(chǎn)生的微小氣隙及安裝中存在的微小絕緣擠壓受損缺陷。這些缺陷都會(huì)在日后的運(yùn)行中逐漸發(fā)展而威脅設(shè)備的安全運(yùn)行，因此在交接試驗(yàn)中引入局部放電的測(cè)量是可以考慮的。
(4)公司在安全隱患治理項(xiàng)目中，對(duì)部分運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、狀況較差的油浸紙絕緣電纜進(jìn)行了改造。具體的改造方案就是，截掉電纜兩終端附近存在落差的薄弱環(huán)節(jié)，采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注式或熱縮式中間頭對(duì)接，落差部分選用ZLQD22-8.7/10型不滴流油紙絕緣電纜。
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