220kV长城II回电缆线路护层接地系统故障原因分析及防范措施.docVIP

220kV长城II回电缆线路护层接地系统故障原因分析及防范措施 摘要： ??? 通过对220kV城东变220kV长城II回电缆线路护层接地系统故障进行分析，找出了可能的故障原因，提出了预防及改进措施。 序言 2009年5月初，运行维护人员反映，220kV城东变220kV长城II回电缆线路B相接地线电流异常。在终端塔侧用钳型表检测护层接地线电流A、C相为3.7A左右（电容电流），B相护层接地线电流为零。在变电站侧用钳型表检测护层接地线电流A、C相为零，B相护层接地线电流为3.7A左右，B相电缆护层接地电流出现明显的不同于A、C相的异常。 经了解220kV城东变220kV长城II回电缆线路于2006年投产，电缆规格为YJLW03-127/220-1×2000，交联聚乙烯绝缘、皱纹铝套PE外护套电力电缆，电缆截面2000mm2，电缆长度约300米，无中间接头，电缆及电缆附件全部采用沈阳古河的产品。经查图纸，该电缆回路护层接地方式为护层一端直接接地，另一端采用通过保护器接地，接地箱全部采用单相的。护层接地系统如下图所示： 1??初步分析 由于电缆护层接地箱铭牌已丢失或根本没有铭牌，现场维护人员不能分辨是保护接地箱还是直接接地箱，假设接地箱正确安装没有问题，那么理论上在铁塔终端侧护层是通过直接接地箱接地（护层和地是直接连通的），用钳型表检测A、B、C三相护层接地线电流应约相等，为电容电流。在变电站侧护层是通过保护接地箱接地（护层接地线通过高阻接地），用钳型表检测A、B、C护层接地线电流应为零。可以看出A、C相接地线实际电流与理论分析相符，没有问题。但是B相护层接地线电流却和理论分析刚好相反，难道是施工时把B相保护接地箱和直接接地箱的位置装反了吗？ 2现场查看 由于220kV城东变220kV长城II回电缆线路是重要线路，不允许有潜在的隐患存在。为了查清B相护层接地电流异常原因，5月8日，局生技部、送电部、设计、施工部门有关人员进行现场查看，在做好安全措施的情况下首先打开了变电站的B相护层接地箱，刚打开时有一股难闻的臭味，有水滴从接地箱内流出，此接地箱确实是保护接地箱，可以看出接地箱内的保护器已烧裂损坏，如下图所示： 接着大家又来到站外终端塔边，打开了220kV长城II回B相护层接地箱，该接地箱是直接接地箱，接地铜排已熔断，箱内炭化严重，如下图所示： 3缺陷处理 上述接地箱损坏情况让在场的技术人员都大吃一惊，这应该属设备重大安全隐患，必须进行处理，5月9日该线路停电，更换了B相的直接接地箱和保护接地箱，并按有关规定对该电缆线路进行了预防性试验，试验没有发现异常，并于当天送电。 4故障分析 当线路正常运行时，B相护层直接接地处只有较小的电容电流（现场测量3.5A左右），是不可能烧断接地铜排的（即使安装时铜排螺丝未压紧也不足以烧断连接铜排），所以应是站内的保护接地箱护层保护器先烧坏变成直接接地，B相护层有两点接地产生较大环流，从而烧断直接接地箱铜排。 5??问题探讨?? 保护接地箱内的护层保护器为什么会损坏？ 在探讨该问题前，我们先认识一下护层保护器，电缆护层保护器由非线性优良的氧化锌电阻片组成，在正常工作状态时，电阻片为高阻值，而当过电压波侵入时，电阻片是低阻，即使流过很大的电流，保护器两端电压值仍被限制在允许范围内，从而有效地保护了电缆外护层绝缘，使其勉受过电压的损伤。下表是一种护层保护器主要技术参数（以BHQ-2 为例） 型号 系统额定电压kV? (有效值) 直流1mA 参考电压不小于 8/20MS 10kA雷电冲击电流残压不大于(峰值) 保护器工频耐压值及持续时间 短路电流及持续时间：? ? 爬电距离不小于 BHQ-2 110或220 3.25kV 6.5kV 2.45kV/5s 10kA/3S 80mm ?很明显，由于南方雨季持续时间长，水就从该端子未密封部位，从高向下，顺着导体线芯流入接地箱，如下图所示： ? 6?存在的疑问及解释 6.1存在疑问： 在未对护层进行耐压试验前，技术人员普遍认为护层可能存在多点接地，因为该护层缺陷发生后实际形成护层一端直接接地，另一端悬空，当护层遭受雷击、短路等形成的过电压后，护层上没有释放该电压的通路，当护层过电压超过护层的绝缘水平时，必然在护层绝缘薄弱处击穿，形成两点以上接地，产生环流，以释放过电压。但是经检测，护层绝缘良好，难道护层缺陷发生后护层没有发生过过电压吗？由于该缺陷较隐蔽，该缺陷可能存在较长一段时间（从护层保护器炸裂的痕迹看，缺陷已发生较久），线路较长时间不发生过电压显然也是不现实的，那么为什么护层没有被击穿呢？带着这个疑问大家对现场可疑点反复进行查看，终于在站外终端塔尾管附近发现放电痕迹，如下图所示： ? 6.2合理解释： 为了不形成闭合磁路，在电缆终端安装钢板上，切割了一