本文摘要：摘 要：電纜光纖測(cè)溫技術(shù)是監(jiān)測(cè)電纜運(yùn)行溫度的有效手段，目前光纖的布置方式主要分為內(nèi)置式和外置式兩種。電纜內(nèi)置測(cè)溫光纖廣泛存在于國內(nèi)存量高壓電纜線路中，而內(nèi)置光纖的接續(xù)工藝尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其運(yùn)行穩(wěn)定性也待考究。
摘 要：電纜光纖測(cè)溫技術(shù)是監(jiān)測(cè)電纜運(yùn)行溫度的有效手段，目前光纖的布置方式主要分為內(nèi)置式和外置式兩種。電纜內(nèi)置測(cè)溫光纖廣泛存在于國內(nèi)存量高壓電纜線路中，而內(nèi)置光纖的接續(xù)工藝尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其運(yùn)行穩(wěn)定性也待考究。本文從合肥地區(qū)一起內(nèi)置光纖接續(xù)工藝不當(dāng)導(dǎo)致接頭擊穿實(shí)際案例出發(fā)，詳細(xì)分析跳閘事故機(jī)理，提出光纖電纜需引出固定、去除金屬、纏繞固定、纖芯接續(xù)的的接續(xù)工藝具體要求，并建議控制光纖電纜在工程中的應(yīng)用，提高電纜安全運(yùn)行水平。
關(guān)鍵詞：內(nèi)置光纖;電纜接頭;感應(yīng)電壓;擊穿故障
0 引言
傳統(tǒng)電纜光纖測(cè)溫技術(shù)中測(cè)溫光纖的布置方式主要沿著電纜外表面平行或蛇形布置，此方式的優(yōu)勢(shì)在于光纖接續(xù)工藝不影響電纜的結(jié)構(gòu)工藝，并且施工便利。明顯的缺點(diǎn)在于測(cè)溫光纖貼附于電纜外護(hù)套，受環(huán)境影響較大，且不與內(nèi)部結(jié)構(gòu)層接觸，測(cè)溫準(zhǔn)確性不高[1]。因此，催生了內(nèi)置光纖測(cè)溫技術(shù)。目前國內(nèi)光纖電纜主要應(yīng)用于海纜領(lǐng)域，陸纜內(nèi)置光纖一般布置于電纜的阻水層之上，測(cè)溫準(zhǔn)確性較之外置光纖明顯提高[2]。但光纖的接續(xù)需在電纜接頭內(nèi)部完成，接續(xù)工藝水平影響電纜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。2019年6月合肥地區(qū)發(fā)生了一起由于光纖接續(xù)工藝不當(dāng)引發(fā)接頭故障跳閘事故，并因此開展了細(xì)致的接頭解體和故障分析工作，最后提出了對(duì)光纖電纜管控的具體要求。
1 故障處理
1.1 基本概況
2019年6月23日14時(shí)40分，安徽合肥板橋變110kV板橋二支174線開關(guān)零序I段、距離I段保護(hù)動(dòng)作跳閘，重合不成，A相故障。6月25日9點(diǎn)41分，通過脈沖電流法、聲磁同步法確定故障點(diǎn)為中支二線#82中間接頭井A相中間接頭故障，距中支二線#2塔往北1.2公里左右。取下電纜頭，做進(jìn)一步解剖分析。已知電纜型號(hào)為：YJLW03-64/110kV-1×800 mm2，絕緣接頭型號(hào)為TJJJI2110-1×800mm2，于2014年1月投運(yùn)。
1.2 X光檢測(cè)
2019年7月15日，安徽省電科院、公司運(yùn)檢部、電纜運(yùn)檢中心組織開展故障接頭X光檢測(cè)試驗(yàn)。根據(jù)對(duì)電纜接頭工藝關(guān)鍵點(diǎn)的清晰成像分析，線芯的壓接、屏蔽罩的安裝、絕緣斷口處理、預(yù)制件應(yīng)力錐等位置均未發(fā)現(xiàn)明顯放電痕跡，銅殼兩側(cè)搪鉛工藝水平較差，如圖1所示。經(jīng)討論決定對(duì)電纜接頭開展解剖，解剖時(shí)內(nèi)部的密封和防水問題值得進(jìn)一步關(guān)注。
1.3 接頭解剖
2019年7月18日，相關(guān)部門開展了中間接頭的解剖工作。
解剖人員依次剖開了繞包帶材(半導(dǎo)電帶、絕緣帶、防水帶)、熱縮管、打開了封鉛，拆開銅殼、預(yù)制件兩側(cè)銅網(wǎng)，暴露出了預(yù)制件。經(jīng)核實(shí)，帶材包繞正確，屏蔽斷口定位尺寸252mm，外護(hù)套定位尺寸780(長(zhǎng)頭)、1000(短頭)，銅殼安裝正確，接地封鉛密封性良好。但兩側(cè)鋁護(hù)套斷口尺寸均偏差約40mm。兩側(cè)擊穿點(diǎn)均位于鋁護(hù)套斷口約40mm處。如圖2所示。由于施工圖紙中鋁護(hù)套斷口離預(yù)制件位置太近，所以實(shí)際施工中多剝除了約40mm鋁護(hù)套利于光纖沿著預(yù)制件坡面布置。而引出點(diǎn)正好位于擊穿點(diǎn)附近，光纖燒蝕嚴(yán)重，兩側(cè)熔接點(diǎn)位于預(yù)制件上表面約中心處，預(yù)制件表面燒蝕痕跡沿著光纖位置分布。如圖3-5所示。進(jìn)一步解剖預(yù)制件，露出屏蔽罩，預(yù)制件兩側(cè)定位尺寸均位于斷口向上38mm處，預(yù)制件定位水平對(duì)稱。打開屏蔽罩，露出壓接管，壓接兩模對(duì)稱，符合圖紙要求。
2 故障分析
接頭的深層解剖表明接頭除了鋁護(hù)套斷口尺，寸偏差，其他關(guān)鍵工藝點(diǎn)尺寸正確，均無放電點(diǎn)�？紤]中支一二線是合肥地區(qū)唯一兩回采用內(nèi)置光纖的高壓電纜，放電點(diǎn)位于內(nèi)置光纖引出位置且放電痕跡沿著光纖分布，而目前國內(nèi)內(nèi)置光纖在材料、結(jié)構(gòu)以及安裝規(guī)范等方面沒有嚴(yán)格統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，若處理不當(dāng)，則很有可能會(huì)對(duì)電纜接頭造成不良影響[3]。綜合考慮接頭解剖結(jié)果，對(duì)本次中支線電纜接頭故障原因分析如下：
故障點(diǎn)中支二線#82工井A相中間接頭為絕緣接頭，接地方式采用交叉互聯(lián)形式，三個(gè)換位小段對(duì)稱分布保證了護(hù)層感應(yīng)電壓處于規(guī)程允許范圍之內(nèi)。接頭兩側(cè)的外半導(dǎo)電、鋁護(hù)套，外護(hù)層工藝上不連續(xù)，采用同軸電纜形式實(shí)現(xiàn)交叉互聯(lián)。內(nèi)置光纖位于電纜阻水阻水帶之上，光纖的結(jié)構(gòu)如圖6所示,從里到外依次是纖芯，光纖套管、鎧裝、芳綸紗、金屬編織網(wǎng)、外護(hù)套。光纖由鋁護(hù)套斷口約40mm處剝除外護(hù)套引出，于預(yù)制件表面中心處兩側(cè)剝切約5mm露出纖芯實(shí)現(xiàn)熔接，暴露出的金屬編織網(wǎng)與電纜外屏蔽和銅網(wǎng)之間且無任何絕緣措施，這為接頭故障埋下了隱患。
目前國內(nèi)光纖電纜主要應(yīng)用于海纜領(lǐng)域，陸纜的光纖接續(xù)兩側(cè)露出的金屬編織網(wǎng)均需要有可靠的接地，具體施工上與兩側(cè)銅網(wǎng)相連，與鋁護(hù)套等電位。而中支線光纖的熔接工藝沒有考慮金屬編織網(wǎng)的接地問題，電纜運(yùn)行過程中，電纜的鋁護(hù)套會(huì)與光纖的金屬編織網(wǎng)產(chǎn)生不同的感應(yīng)電壓，由于接頭為交叉互聯(lián)單元內(nèi)的絕緣接頭，鋁護(hù)套斷口處感應(yīng)電壓差最大[4]，在長(zhǎng)期電壓差的作用之下，金屬編織網(wǎng)會(huì)長(zhǎng)期逐漸發(fā)熱，而鋁護(hù)套斷口處電壓差最大，長(zhǎng)期發(fā)熱造成了電纜外屏蔽及絕緣逐漸擊穿至電纜線芯，線芯對(duì)銅殼產(chǎn)生放電，最終導(dǎo)致電纜接頭事故。
3 整改建議
經(jīng)過本次的故障案例，得出經(jīng)驗(yàn)及相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施如下：
1、電纜工程管理的可研內(nèi)審階段，增加一條：高壓電纜及其附件不宜采用內(nèi)置光纖。內(nèi)置光纖接續(xù)工藝尚未完全成熟的情況之下，從源頭控制光纖電纜在合肥地區(qū)的使用數(shù)量;
2、光纖電纜的接續(xù)工藝要求引出固定、去除金屬、纏繞固定、纖芯接續(xù);
3、嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)范開展所有接頭處護(hù)層電流、接頭局放試驗(yàn)。全線排查通道接地系統(tǒng)，確保接地可靠，護(hù)層電壓處于安全范圍之內(nèi);
4、接頭鋁護(hù)套尺寸偏差暴露了驗(yàn)收把控不嚴(yán)格的問題，后續(xù)工程將繼續(xù)加強(qiáng)附件制作工藝的中間驗(yàn)收。關(guān)口前移，提高電纜工程的入網(wǎng)質(zhì)量。
4 結(jié)論
陸纜在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過程中，理論與實(shí)踐相輔相成。因此，要使電纜內(nèi)置測(cè)溫技術(shù)得到快速發(fā)展，必須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)施工工藝的分析與掌握，這需要對(duì)測(cè)溫光纖進(jìn)行大量的測(cè)試和分析，了解光纖工作狀態(tài)參數(shù)以及對(duì)電纜本身帶來的影響，并以此為依據(jù)改進(jìn)內(nèi)置測(cè)溫光纖的材料結(jié)構(gòu)與接續(xù)工藝，同時(shí)將施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化。
參 考 文 獻(xiàn)
金金元，高壓光纖復(fù)合測(cè)溫電纜的研制[J]. 光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2012(5)：21-23。
作者：于波
金屬論文投稿刊物：《鋼管》(雙月刊)創(chuàng)刊于1964年，由攀鋼集團(tuán)成都鋼鐵有限責(zé)任公司主辦。主要報(bào)道國內(nèi)外鋼管(無縫、焊接)生產(chǎn)、技術(shù)、設(shè)備、產(chǎn)品，科研、經(jīng)營(yíng)、管理成果經(jīng)驗(yàn)，反映鋼管及相關(guān)行業(yè)學(xué)科發(fā)展水平，推廣新技術(shù)、新工藝、新方案、新設(shè)備、新產(chǎn)品。
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