10kV 大截面变联电缆接地故障的带电检修方法探讨

刘　青　高智益　江　婷　赵　洋　李　光

（1. 国网北京市电力公司检修分公司，北京　100102；2. 国网北京市电力公司物资分公司，北京　100054）



10kV 大截面变联电缆接地故障的带电检修方法探讨

刘青1高智益1江婷2赵洋1李光1

（1. 国网北京市电力公司检修分公司，北京100102；2. 国网北京市电力公司物资分公司，北京100054）

摘要本文通过对一起10kV大截面变联电缆接地故障的处理，摸索出一种临时带电检修的方法。在10kV大截面变联电缆数量快速增长的客观情况下，为设备常见接地故障的日常检修提供了一种新思路。

关键词：大截面；变联电缆；接地系统；故障

在城市电缆网中变压器联络电缆、短距离电缆线路一般采用单端接地的构造方式，在实际运行过程中，该类型的高压电缆线路经常出现接地电流异常的故障，通常情况下故障原因均为单端接地受到破坏造成两端直接接地形成大环流，采用带电修复的方法即可处理。然而发生在北京某变电站变联电缆的接地故障却无法采用常规方法带电处理，经电缆专业技术人员研究，采用了一种新型带电检修处理方法，不仅快速处理了故障，也对今后北京地区10kV大截面电缆类似故障的处理有一定借鉴作用。

1　电缆接地故障情况

2008年6月，北京某变电站一路10kV大截面电缆B相变压器侧的接地点上出现明显发热，接地情况如图1所示。通过实际测量，发热点温度高达100℃，环境温度仅为40℃。

图1　电缆接地方式

根据现场情况，初步判定故障原因可能有两个：①接地点的螺丝松动，由于虚接造成发热；②出发热点外可能有其他接地点，造成电缆两端直接接地从而形成环流造成发热。分别对电缆负荷、接地线上流过的电流以及发热点电压进行了测量，结果分别为178A、105A和2.6V，且发热点螺丝上的弹片无任何松动迹象，由此可以判断，该发热是由两端接地形成环流引起的。

2　解决方法

找到问题所在，处理故障的关键是找到其他接地点。鉴于这条线路刚投运不久，电缆外护套磨损的可能性较小，通过组织人员进行仔细排查，基本上否定了外护套磨损的原因，问题的症结就在开关柜侧的接地处理上，必须停电进行处理。

从安全以及效果上来讲，停电处理都是最为可靠的，然后现实情况却不允许这条电缆停电，因为这会直接导致变压器的全停。根据电网运行要求和设备运行实际情况，反复进行了方案讨论，决定在发热点加装大电阻的方式减小接地电流，从而暂时性的解决发热问题，等到计划停电时再进行完全修复，解决方法如图2所示。

图2　故障处理示意图

3　具体操作

该路电缆为一路双回，采取如图3所示的方式进行排列。

通过计算我们决定串联一个R＝100kΩ的大电阻，根据水平排列的外护套感应电压的近似计算公式为

USA=IB((sin60°))(XS+Xm)+(1/2)j(XS−Xm))（V/m）

USB=−jIBXS（V/m）

USC=IB((sin60°))(XS+Xm)+(1/2)j(XS−Xm))（V/m）式中，XS=2ω ln（2S/DS）×10−7（Ω/m），Xm=2ω ln2× 10−7（Ω/m）

图3　大截面电缆排列方式

可以计算出该条电缆线路故障相外护套感应电压USB=0.04V/m，故障处理后感应电流I基本上可忽略不计，满足安全运行条件。

具体的处理步骤如下。

1）首先将电阻R的低压侧与地网牢靠连接。

2）戴绝缘手套将故障相电缆的接地引线从中间断开，同时用万用表监测断口处的对地低压。

3）戴绝缘手套剥除断口处高压侧引线的外护套，并与接地电阻高压侧连接。

4）测量故障处理后接地引线的电流、电阻R高压侧对地电压，分别为2.4A和2V，引线上电流主要为杂散电容电流，如图4所示。

图4　实际处理情况

5）处理后，原发热点的温度恢复正常。事后在结合变压器停电进行最终恢复时确认该故障是由于开关柜边缘咯破接地线冷缩管从而造成非正常接地所致，如图5所示，与故障分析过程一致。

4　结论

图5　处理前后对比

当前北京电网10kV大截面电缆的数量与日俱增，全部采用单端接地的方式（一般均为变压器侧直接接地，开关柜侧悬空）。然而因开关柜尖锐柜沿、终端引上卡具等损坏开关柜悬空地线冷缩套造成异常两端接地的情况时有发生，鉴于开关柜侧需要进行拆卡子、砸封堵、开柜门等工作，均需采取停电处理的方式，而这会造成变压器的全停。

本文提出了一种带电检修方法，可以减少变压器非计停的次数。但是这种处理方法仅是一种临时性的措施，因为采用该种方法时一旦开关柜侧又发生虚接，就会使得电缆金属护套悬浮，产生几千伏的电容分压，带来更为严重的后果。为了避免这种情况的发生，可以采取以下措施：

1）保持开关柜底部金属板的边缘平滑，如有必要，最好垫上绝缘皮子，防止金属板硌上接地辫子上的冷缩套。

2）将开关柜侧接地辫子尽可能留短、采用绝缘包绕放置在开关柜内。

3）鉴于10kV大截面变联电缆的长度均不超过100m，采用本文的方法进行处理时，电阻R通常选择100Ω即可满足小电流运行条件。

参考文献

[1] 史传卿. 电力电缆安装运行技术问答[M]. 北京: 中国电力出版社, 2002.

[2] 龚尊. 电力电缆[M]. 北京: 中国电力出版社, 2011.

[3] 卓金玉. 电力电缆设计原理[M]. 北京: 机械工业出版社, 1999.

[4] 陈平, 薛强, 罗彦, 等. 单芯电力电缆护层过电压保护[J]. 高电压技术, 2004, 30(S1): 6-7, 11.

[5] 王伟, 李云财, 马文月, 等. 交联聚乙烯绝缘电力电缆技术基础[M]. 西安: 西北工业大学出版社, 1998.

刘青（1984-），男，工程硕士，工程师，从事高压电缆运维检修工作。

作者简介