110KV電纜交叉互聯不完全換位引發的事故分析【摘要】通過我站三三線110kV電纜中間接頭交叉互聯的故障情況，淺談高壓電纜金屬護套交叉互聯接地系統的應用，分析三三線接地系統缺陷產生的原因及消缺處理的過程。【關鍵詞】高壓電纜；金屬護套；交叉互聯概述唐山三友110KV變電站三三線投運于2012年12月17日，是三友化工110KV變電站向三友西110KV變電站供電線路，全長1950米，采用截面積為300mm?單芯銅電纜，金屬護套為波紋鋁材料，全段線路均分為三段，包含兩組中間接頭及兩個終端頭，兩組中間接頭波紋鋁護套用同軸電纜經交叉互聯箱進行換位，終端頭鋁護套為直接接地，夠成一個完整的交叉互聯系統。一、電纜金屬護套交叉互聯接地系統的應用目前應用的高壓電纜，特別是110KV及以上電纜，基本上均為單芯電纜。單芯電纜的導線與金屬屏蔽的關系，可看作一個變壓器的初級繞組，當電纜的導線通過交流電流時，其周圍產生的一部分磁力線將與屏蔽層鉸鏈，使屏蔽層產生感應電壓，感應電壓的大小與電纜線路的長度和流過導體的電流成正比，電纜很長時，護套上的感應電壓疊加起來可達到危及人身安全的程度，在線路發生短路故障、遭受操作過電壓或雷電沖擊時，屏蔽上會形成很高的感應電壓，甚至可能擊穿護套絕緣。如果屏蔽兩端同時接地使屏蔽線路形成閉合通路，屏蔽中將產生環形電流，電纜正常運行時，屏蔽上的環流與導體的負荷電流基本上為同一數量級，將產生很大的環流損耗，使電纜發熱，影響電纜的載流量，減短電纜的使用壽命。因此，電纜金屬護套應采用可靠合理的接地方式，來保護人身和設備安全。高壓電纜金屬護套的接地一般只能使用單端接地和交叉互聯接地，而不能使用雙端接地。因為在雙端接地的情況下，護套中有環流通過。單端接地時金屬護套對地之間有感應電壓存在，僅適合長度較短的線路。而三三線線路較長，比較適合使用交叉互聯接地。交叉互聯接地是將金屬護套的一端直接接地，采用中間絕緣頭和交叉互聯箱將三相電纜的金屬護套進行換位鏈接，另一端通過保護接地或直接接地。金屬護套在完全換位的情況下應無環流通過，兩端對地之間也無感應電壓，每段電纜中間有感應電壓，且換位處感應電壓最高。這種接地方式雖然適用于長線路，但應特別注意換位的連接，護套交叉互聯時出現接點隱性失誤，導致換位不完全，護套換位處感應電壓將≥50V限定值，且護套中環流將會顯著增大，造成電纜運行故障。正常情況下，電纜金屬護套交叉互聯系統的換位有兩種方法，如圖所示：二、交叉互聯事故分析1、事故分析三三線交叉互聯箱分別位于硅業院內及熱電公司西北門，為便于闡述，將硅業院內互聯箱確定為1#互聯箱，熱電公司西北門互聯箱確定為2#互聯箱。電纜投運當天，在有功3.2MW輕負載的情況下，對三三線交叉互聯進行外護套環流測量，發現B相接地電流高達40A。交叉互聯箱接線簡圖如圖三所示：在未將線路停運的情況下，工作人員將2#互聯箱內導電排拆除，取下A3、A4同軸電纜，此時測量同軸電纜對地電壓高達1000V。拆除后將電纜頭甩至互聯箱外，準備進行正確連接。由于三三線交叉互聯箱同軸電纜穿孔施工時未進行防割傷電纜處理，導致同軸電纜穿箱處絕緣層被互聯箱電纜穿孔邊緣磨破，出現對互聯箱殼體放電情況，弧光的高溫將同軸電纜引燃，造成絕緣層起火。工作人員立即通知我站值班員，將三三線路停運。停運后護層感應電壓消失，工作人員將明火撲滅，避免了對110KV高壓電纜造成損壞。糾正2#互聯箱內接線后，將三三線投入運行，負荷為10MW，再次測得的護層環流值顯示，金屬護層互聯已達到完全換位。如下表：測量部位 1#互聯箱 2#互聯箱A1 A2 B1 B2 C1 C2 A3 A4 B3 B4 C3 C4電流 1.37 1 1.28 1.41 1.04 1.31 1.14 1.38 2.01 1.21 1.39 1.98在取得本次事故的教訓后，我站對主變高壓側電纜護層環流也進了測量，結果如下：測量部位 GIS斷路器側 2#主變側A B C A B C電流 36 42 50 43 47 51因主變電纜長度較短，由前面互聯接地系統應用中可知，主變高壓電纜應采用單端接地，另一點經接地保護箱。在檢查過程中發現GIS斷路器側為同軸電纜直接接地，主變側為三相同軸電纜經接地箱直接接地。這種接線方式會是護套中出現較大環流，使護套溫度過高，加速電纜絕緣老化，影響電纜使用壽命及運行安全。所以我站將主變側的直接接地箱更換為保護箱，投運后測得的環流如下：測量部位 GIS斷路器側電流 2#主變側電壓A B C A B C值 0.48 0.72 0.59 0 0 0有所測數據可知，金屬護套已經達到良好接地效果。2、交叉互聯不完全換位的危害交叉互聯不完全換位，導致鋁護套內流過過大的感應電流，使護套溫度升高，高溫會加速電纜絕緣老化，影響電纜的使用壽命。三、結束語高壓單芯電纜金屬護套交叉互聯換位失誤，會引起電纜護套對地感應電壓升高，環流增大，嚴重威脅人身及設備安全。另外，在進行交叉互聯維護檢修時，必須在線路停運的情況下進行，以防止類似事故再次發生，而且互聯箱盡量避免與電纜橋架連接接地，應專設接地極，防止接地消失造成事故的發生。在重視高壓電纜的運行狀況的同時，