交聯(lián)電纜火災(zāi)的防范措施
　　中國鋁業(yè)山東分公司動(dòng)力廠崔靜
　　沂源縣田莊水庫管理處崔現(xiàn)芬
　　沂源水處理中心馬有國
　　摘要：本文針對交聯(lián)聚乙烯電力電纜運(yùn)行及故障特點(diǎn)，分析了電纜火災(zāi)的起因與特點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)和運(yùn)行特點(diǎn)，分析了各種防火措施的適用性和經(jīng)濟(jì)性，并根據(jù)多年來處理電纜故障的經(jīng)驗(yàn)，提出了利用小電流接地選線系統(tǒng)切除故障電纜或?qū)⒐收舷嘀苯咏拥氐娜�新的電纜防火措施，可經(jīng)濟(jì)、方便、可靠地預(yù)防突發(fā)性電纜火災(zāi)的發(fā)生并盡可能減少故障損失。
　　關(guān)鍵詞：電纜火災(zāi)防范措施弧光接地故障小電流接地
　　交聯(lián)聚乙烯電力電纜在國內(nèi)推廣使用已經(jīng)10多年了，在此期間，因電纜接頭故障引發(fā)的電纜火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，并由此帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，隨著首批（早期）投運(yùn)電纜的運(yùn)行時(shí)間逐漸接近設(shè)計(jì)壽命，電纜本身的故障率也將不斷增加，未雨籌謀，積極預(yù)防電纜運(yùn)行故障及電纜火災(zāi)的發(fā)生并盡可能減少故障損失，具有非常重要的意義。
　　1．電纜火災(zāi)的起因與特點(diǎn)分析：
　　1.1電纜火災(zāi)的起因
　　交聯(lián)聚乙烯電纜應(yīng)用初期，由于許多用戶使用電纜接管出現(xiàn)錯(cuò)誤，電纜接頭工藝不規(guī)范，致使電纜接頭故障頻出，有些電纜接頭的運(yùn)行壽命只有幾天到幾年，由此導(dǎo)致的電纜火災(zāi)所造成的損失也是驚人的。例如：中鋁山東分公司在6年間共發(fā)生較大的電纜火災(zāi)3起，其中1994年3月11日三配、一配四個(gè)受電回路10余條電纜，受電1、2、8三個(gè)回路5條電纜因接頭故障引起的火災(zāi)造成短路，受電3帶傷維持運(yùn)行，造成氧化鋁廠大范圍停電，停電時(shí)間長達(dá)13個(gè)小時(shí)；水泥二配2次電纜火災(zāi)也燒壞受電電纜2路，各為3條240mm2電纜，停電時(shí)間也在10小時(shí)以上。3次電纜火災(zāi)均由電纜接頭故障引起。
　　1.2特點(diǎn)分析：
　　油浸紙絕緣電力電纜，盡管含有易燃的絕緣紙和電纜油，但因其鉛包或接頭澆鑄的環(huán)氧樹脂外殼的保護(hù)作用，并且電纜系三相統(tǒng)包，故障通常為相間短路，不會(huì)持續(xù)帶故障運(yùn)行，因此極少發(fā)生因電纜或接頭故障引起的火災(zāi)事故。交聯(lián)電纜則不同，其結(jié)構(gòu)為單相屏蔽，電纜接頭也是按照逐層恢復(fù)的原則設(shè)計(jì)安裝，因此，當(dāng)電纜或接頭發(fā)生故障時(shí)，故障接地電容電流因其放電通道短而不能自動(dòng)息弧，持續(xù)放電將積蓄熱量引燃塑料絕緣及護(hù)層，繼而產(chǎn)生相間短路，從而發(fā)展成為電纜火災(zāi)。調(diào)查分析3次電纜火災(zāi)的故障過程，初始故障電纜單相接地持續(xù)時(shí)間均在十幾分鐘以上，繼而系統(tǒng)速斷保護(hù)動(dòng)作，切除故障，但此時(shí)火勢已大，因此，相鄰回路的故障已再所難免。
　　2．電纜火災(zāi)的防范措施
　　電纜火災(zāi)的防范措施可按分為二類：預(yù)防性措施和防護(hù)性措施，防護(hù)性措施又可分故障限制型和損失限制型，現(xiàn)分述如下：
　�。�.１預(yù)防性措施目前國內(nèi)采取的預(yù)防性措施主要有：
　　１）電力電纜線路的交接與預(yù)防性試驗(yàn)，對橡塑電纜主要有電纜主絕緣直流耐壓試驗(yàn)、電纜外護(hù)套絕緣電阻試驗(yàn)、電纜內(nèi)襯層絕緣電阻試驗(yàn)、銅屏蔽層電阻和導(dǎo)體電阻比試驗(yàn)及交叉互連系統(tǒng)試驗(yàn)，上述方法中，直流耐壓試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)部分重大缺陷，通常只能提供電纜出現(xiàn)缺陷的早期信號，提示出現(xiàn)缺陷，但對PE/VPE電纜，試驗(yàn)時(shí)可能對電纜絕緣造成損害，并且有時(shí)采用非常高的電壓水平也不能可靠地發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的薄弱點(diǎn)（如嚴(yán)重的水樹枝等）目前國外已開始使用VLF（甚低頻）－0.1Hz余弦方波電壓試驗(yàn)，該試驗(yàn)方法具有局放起始電壓低和通道增長速度高的特點(diǎn)，主要用于運(yùn)行電纜老化試驗(yàn)和分級、新設(shè)電纜的合閘交接試驗(yàn)。
　　２）電纜接頭的在線檢測及巡回檢測。電纜接頭在線檢測可及時(shí)可靠地發(fā)現(xiàn)故障前兆并及時(shí)采取措施，但有投資大，不能用于電纜突發(fā)故障及電纜本體故障的檢測，難以普及應(yīng)用；人工巡回檢測適時(shí)性及可靠性均較低、工作量大。
　　2.2防護(hù)性措施及其特點(diǎn)
　　2.2.1故障限制型
　�。保┻x用阻火、阻燃電纜等特種電纜，在故障發(fā)生時(shí)限制故障的發(fā)展和破壞。投資大、影響散熱。
　�。玻┓阑鸢鼛А⒎阑鸲铝辖宇^盒局限性大，接頭盒散熱差。
　　2.2.2損失限制類。
　　１）防火涂料、投資大、影響散熱、施工工作量大。
　�。玻┓阑鸩酆锌上拗乒收弦�發(fā)火災(zāi)或抵卸外部火災(zāi)。對電纜載流量影響最大，投資最大。
　�。常╇娎|防火墻：能阻斷區(qū)域火災(zāi)的蔓延，減少損失。用作火災(zāi)的后備防護(hù)。
　　分析上述防范措施特點(diǎn)可知，電纜火災(zāi)的防范可根據(jù)需要及各類措施的特點(diǎn)綜合分析選�。阂�(guī)程規(guī)定的電纜交接及預(yù)防性試驗(yàn)是必不可少的，可以此作為電纜故障的預(yù)防性措施；電纜防火墻的設(shè)置也是必須的，雖然該措施投資很少，但作為電纜火災(zāi)的最終后備保護(hù)，仍是相當(dāng)有效的；其它措施的選用則應(yīng)根據(jù)電纜工程的特點(diǎn)、系統(tǒng)的重要性、措施的有效性和投資（性價(jià)比）予以確定。例如：處于易燃易爆場所中的電纜，置于電纜防火槽盒中防護(hù)（或涂刷防火涂料）可有效抵卸外部火災(zāi)的損害。但是，因散熱條件惡化，電纜允許載流量明顯降低，電纜工程投資將加大；對較重要的電纜回路，選用電纜接頭在線檢測可有效預(yù)防接頭故障，但對電纜本體的故障無能為力；重要電纜回路選用阻燃電纜時(shí)，工程造價(jià)將提高10%~25%；如果說較大的投資對重要回路或特殊場所的電纜防火是必須的話，那么，一般性的電纜線路卻難以尋找到即經(jīng)濟(jì)實(shí)用又簡便可靠的防火措施。為此，筆者提出“利用小電流接地選線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電纜的故障限制，防止電纜火災(zāi)的發(fā)生。”
　　3、延時(shí)切除接地電纜，防止電纜火災(zāi)發(fā)生。
　　3.1電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式主要有：
　　中性點(diǎn)直接接地、不接地、經(jīng)消弧線圈（或電阻）接地。我國6~66KV中壓電力系統(tǒng)（不包括6~10KV直接連接發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)），通常采取中性點(diǎn)不接地的方式運(yùn)行，僅當(dāng)單相接地故障電容電流較大時(shí)（見電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KL/T620-1977），才采用經(jīng)消弧線圈或經(jīng)低電阻接地方式。因此，國內(nèi)工礦企業(yè)等大多數(shù)情況都運(yùn)行于中性點(diǎn)不接地的方式，不設(shè)單相接地保護(hù)，允許線路在單相接地時(shí)帶故障運(yùn)行，其目的主要是提高供電可靠性，這對于架空線路及有戶外終端頭的電纜線路等能夠自動(dòng)消除單相接地故障的系統(tǒng)無疑是正確的。但是，對于兩端均在戶內(nèi)的交聯(lián)電纜線路，絕大多數(shù)情況下其單相接地故障都是永久性的，此時(shí)如果仍按常規(guī)處理，單相接地故障必然會(huì)轉(zhuǎn)化為相間短路事故并因單相接地時(shí)的持續(xù)電弧作用引發(fā)電纜火災(zāi)。
　　3.26~10KV線路的繼電保護(hù)配置現(xiàn)狀
　　目前6~10KV線路的繼電保護(hù)有：速斷保護(hù)、帶時(shí)限速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、單相接地保護(hù)，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)系統(tǒng)情況配置選用，目前6~10KV線路的繼電保護(hù)大多不設(shè)單相接地保護(hù)，通常僅設(shè)置小電流接地檢測裝置發(fā)出選線信號，因此，當(dāng)電纜線路單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)要等到發(fā)展為相間短路時(shí)，方可由速斷保護(hù)切除故障電纜。雖有些較新系統(tǒng)設(shè)有小電流接地微機(jī)選線裝置，但有些功能正常使用的不多，因此，線路發(fā)生接地故障時(shí)，通常不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使電纜線路故障發(fā)展為相間短路引起電纜火災(zāi)。
　　3.3及時(shí)切除故障電纜，防止電纜火災(zāi)發(fā)生
　　由上述分析可知，中性點(diǎn)不接地或小電流接地運(yùn)行方式的配電系統(tǒng)中，對全電纜饋電回路（尤其是2端均在室內(nèi)的系統(tǒng)），系統(tǒng)帶單相接地故障運(yùn)行對提高連續(xù)供電意義不大，相反，卻對系統(tǒng)的安全性帶來危脅并可能導(dǎo)致電纜火災(zāi)發(fā)生，因此，在這種情況下，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式、負(fù)荷類別等條件和要求，設(shè)置單相接地保護(hù)、利用小電流接地信號系統(tǒng)選線裝置、微機(jī)接地保護(hù)裝置等及時(shí)切除故障回路，對較重要回路可考慮在切除的同時(shí)，自投熱備用回路，以此可在基本不增加費(fèi)用的情況下，確保電纜系統(tǒng)的安全并防止火災(zāi)發(fā)生。對其它情況，由應(yīng)從供電可靠性系統(tǒng)過電壓與絕緣配合、斷電保護(hù)要求、對通信信號系統(tǒng)的干擾及系統(tǒng)安全性等諸多方面綜合分析選定。當(dāng)系統(tǒng)故障電容電流小，實(shí)施準(zhǔn)確選線有困難時(shí)，可考慮改用經(jīng)消弧線圈或電阻的接地方式，增加選線靈敏度，直接實(shí)施接地保護(hù)。
　　目前，國內(nèi)推出一種“消弧及過電壓保護(hù)裝置（ＸＨＧ）”，可在線路發(fā)生弧光接地時(shí)判斷并將故障相通過開關(guān)直接接地，延時(shí)滅弧后斷開開關(guān)，此時(shí)若電弧重燃，則系統(tǒng)閉鎖該相接地開關(guān)，發(fā)出選線信號。該裝置特別適合電纜與架空線混合的饋電線路。及時(shí)切除電纜接地故障的方法簡單易行，投資少，具有其它方法不可替代的優(yōu)點(diǎn)，與上述其它防火措施配合使用將更可靠地防止電纜火災(zāi)發(fā)生，并由此取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益
　　參考文獻(xiàn)：
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