广州蓄能水电厂500kV充油电缆乙烷超过注意值问题分析与处理

傅广泽

（中国南方电网调峰调频发电公司检修试验中心，广东 广州 511400）

广州蓄能水电厂500kV充油电缆乙烷超过注意值问题分析与处理

傅广泽

（中国南方电网调峰调频发电公司检修试验中心，广东 广州 511400）

针对在定检中发现的广州蓄能水电厂B厂500kV充油电缆乙烷含量超注意值问题，技术人员通过分析乙烷产生的原因制定出一套压力油缸换油处理方法。换油处理后的油化试验合格，乙烷含量明显下降，证明此套换油处理方法效果良好，可为同类处理提供参考。

充油电缆；压力油缸；乙烷；分析；更换处理

1 广蓄B厂500kV充油电缆简介

广州蓄能水电厂（下文称“广蓄”）B厂500kV充油电缆采用法国ALCATEL公司NEXANS生产的单相铜芯油浸渍纸绝缘铅合金护层不锈钢加强及铠装聚乙烯护套高压充油电缆。设计25℃时运行油压为1.54bar，最大承受油压2.5bar，告警油压0.9bar,跳闸油压0.7bar。计划检测电缆油周期为每年一次，防止油化试验所取油量使充油电缆内油压降低，在开关站处，分相设置压力油缸，每相由5个压力油缸串联而成（图1广蓄B厂电缆示意图）。

图1 广蓄B厂电缆示意图

2 充油电缆压力油缸换油处理工作背景

在2015年1月、3月进行的广蓄B厂2号、1号充油电缆油定检中发现，2号充油电缆上终端及压力油缸中乙烷含量较高，1号充油电缆上终端及压力油缸中乙烷含量较高，但均未超过注意值（200μL/L）。为了确保电缆运行安全，故缩短电缆油检验周期对乙烷含量进行跟踪分析。

在5月进行的广蓄B厂2号充油电缆油的跟踪检查中，A相压力油缸中乙烷含量为210.51μL/L,超注意值（200μL/L）。对比2015年1月检测数据：A、B相上终端乙烷含量略有增长。

在7月进行的广蓄B厂1号充油电缆油跟踪检查中，A相上终端乙烷含量为217.08μL/L，A相压力油缸乙烷含量为284.52μL/L，C相上终端乙烷含量为 227.52μL/L，C相压力油缸 288.25μL/L，均超注意值（200μL/L）。对比2015年3月的检测数据：上终端及压力油缸中乙烷含量均有不同程度的增长。

3 分析乙烷产生原因及处理方案制定

3.1 分析乙烷产生原因

通过检查工作记录发现，广蓄B厂电缆于2014年对电缆压力油缸进行了一次补油工作，补油所用备品油放置在油库中时间较长，补油前备品油全检合格，但未做油老化试验。根据分析，由于补油所用的备品油放置时间过长，在补油前虽然油全检试验合格，但油的品质已趋近变质，油品稳定性下降，分解概率激增。在电缆运行中，随着温度上升，该类型烷基合成油逐渐分解出乙烷，加之使用前未做油的老化试验，更印证了这一分析。

3.2 确定处理方案

在跟踪检测中，电缆油中溶解气体仅乙烷超注意值，并且乙烷含量处于增长态势，其他气体含量稳定且正常。

电缆内部电缆油不存在循环，且电缆油热膨胀系数小，每次取油样的排油量远小于电缆终端总油量，因此2014年补入的油质较差的电缆油基本仍只在压力油缸中，仅有极少部分可能进入电缆上终端，不会对电缆上终端产生影响，加之对电缆上终端的红外测温检测正常，可排除电缆本身存在故障的可能。

根据上述原因并综合考虑检修的风险，技术人员对电缆油处理方案意见为：对电缆上终端内的油无需进行处理。但考虑到压力油缸中的油会继续分解产生乙烷，将会对通过电缆油中气体含量来分析电缆故障的准确性带来影响，计划于2015年9月对压力油缸内的油进行更换。

4 充油电缆压力油缸换油处理

4.1 压力油缸内电缆油处理方法

通过电缆滤油机对压力油缸进行油处理工作，以达到脱去电缆油内气体，尤其是乙烷气体的目的。

4.2 充油电缆压力油缸换油处理准备工作

（1）对采购的新电缆油（十二烷基电缆油）进行全检，并取原电缆内电缆油与新油进行老化混油试验，合格后备用。

（2）确认滤油机、外置过滤器、油管、电源等设备工作状况良好。

（3）对热油循环过后的电缆油取样进行颗粒度测试，合格后停止过滤。

（4）准备三相保压压力油缸，各相压力均为1.5bar，对其油样进行全检（颗粒度、色谱、耐压、水分、介损）、新油RGP试验（或采用气相色谱法进行油中含气量测试）并记录数据直至试验合格（注：新油RGP试验小于3Torr≈3.999mbar，色谱法油中含气量≤1%），合格后备用。

4.3 电缆停电后，复测上终端电缆油情况

在500kV电缆停电后，在电缆上终端电缆头处，取电缆油进行油化验。

4.4 拆除并排空压力油缸内电缆油

4.4.1 安装电缆三相保压

在电缆三相压力表的三通阀补油口处连接一个保压压力油缸用于电缆保压，防止电缆内部油压下降，空气进入内部。安装保压压力油缸前需确认备用保压压力油缸的压力为1.5bar（偏差不大于0.1bar），且备用保压压力油缸内的电缆油已经过检验合格。安装油缸时电缆补油口（图2电缆补油口）和备用保压压力油缸出口阀门打开，保证两侧均有电缆油流出，然后两端进行缓慢对接以确保隔绝空气。将拆下的油管堵头（图2圈处）妥善保存，待换型工作结束后回装。为防止被拆除、安装油管时的油污染损坏，用塑料薄膜将盘柜内右侧部分的继电器、控制回路等密封，电缆三相保压连接（图3）。换油工作过程中，工作人员每3h查看保压油缸压力表示数。

图2 电缆补油口

4.4.2 拆除压力油缸

关闭三相压力油缸进油总阀及各个油缸上端阀门，拆除管路间连接油管，用麻绳配合依次将压力油缸放倒至液压叉车，用液压叉车将压力油缸运至GIS室内，用GIS室内天车将各相5个压力油缸“头上尾下”斜放倒在枕木上（下页图4）。

4.4.3 压力油缸排油及冲洗

图4 倾斜放置的压力油缸

在摆放到位的压力油缸上端安装三通阀，并安装压力表，用管路连接滤油机、压力油缸、废油桶，用滤油机将储存在压力油缸内的电缆油抽出（原压力油缸内油压为1.5bar）。读取压力表，当原压力油缸内油压降至0.4bar时停机，向压力油缸内充入新油至2bar，再次启动滤油机排油至1bar后，充新油至1.7bar（额定压力1.54bar，0.16bar为取油样和RGP试验排油裕度），待热油循环。

4.5 注入新油的压力油缸热油循环

用管路将带热油循环的压力油缸与外置过滤器、滤油机相连（图5），连接采用“下进上出”的方式进行，即油管从滤油机引出后连接压力油缸底部，油管上端引出后连接外置过滤器一侧，外置过滤器另一侧连接回滤油机。这样连接可以更好地将压力油缸内可能存在的气体排出，同时将沉积在缸体底部的杂质冲起参与循环，提高过滤效率。

启动油机进行热油循环，循环油缸内电缆油约3遍（约4h）后停止，用天车将压力油缸摆正，等待油样检验。

图5 热油循环管路连接

4.6 压力油缸试验、回装、静置

在压力油缸上端取样进行油全检试验、RGP试验（或采用气相色谱法进行油中含气量测试），油全检结果合格后将压力油缸移至安装位置，连接各相5个压力油缸。

安装油缸时需注意阀门侧和压力油缸出口阀门均要打开，保证两侧都有电缆油流出，当看到电缆油冒出时，两端进行缓慢对接以确保隔绝空气，三相确认回装完毕后，拆除保压压力油缸，并将堵头装回。

4.7 压力油缸静置处理后的油化试验

压力油缸连接、安装到位后静止24h，在三相压力油缸尾端取样进行油全检试验（色谱、颗粒度、耐压、水分、介损）、RGP试验（或采用气相色谱法进行油中含气量测试）。全检试验合格后（RGP<66.5mbar，色谱法油中含气量≤1%）方可恢复电缆运行[1,2]。

5 压力油缸换油过程的注意事项

5.1 由于电缆油的特殊性，现场需做好防护工作

（1）为防止电缆油渗漏污染、腐蚀地面环境，需在管路连接处放置塑料盒并加铺抹布。

（2）为防止电缆油燃烧，工作现场严禁烟火，并配置灭火器。

（3）需安排有资质的工作人员操作天车，在使用天车时，吊物行进方向及吊物下严禁站人。

5.2 对工作中需使用的所有滤油设备冲洗

管路、外置过滤器、三通阀等必须串联滤油机进行冲洗过滤，取样全检合格后才可使用，防止二次污染导致故障扩大。

5.3 换油过程需保证设备安全可靠

（1）换油工作开始前，记录三相电缆油压表示数，各阀门初始状态。在换油工作结束后，恢复各阀门状态，记录三相电缆油压表示数。

（2）滤油机属大负荷用电设备，需保证取电电源裕量充足。滤油期间安排专人值班，若发生油管爆裂等事件，需第一时间切断滤油机电源、关闭管路各阀门后及时通知工作负责人。

6 结语

2015年10月，广蓄B厂500kV 1号电缆压力油缸电缆油更换工作完成，更换后的三相压力油缸内电缆油油化全检合格（A相乙烷含量为2.48μL/L、B相乙烷含量为 5.74μL/L、C相乙烷含量为2.61μL/L），有效减少了电缆油中的乙烷含量，确保电缆安全可靠的运行。此次故障分析和处理过程，可给同类电厂处理类似故障时提供参考。

[1]GB/T17623-1998绝缘油、变压器油中溶解气体组分含量的气相色谱鉴定法标准[S].

[2]GB/T7595-2000运行中变压器油标准[S].

TV738

B

1672-5387（2015）S-0051-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.S.016

2015-10-23

傅广泽（1990-），男，助理工程师，从事500kV变电设备检修工作。