10kV环网箱烧毁事故及故障分析

发布时间:2021-07-02 10:48:50

1引言

近年来城市配电网中10kV环网箱得到大量应用,因其采用全绝缘、全封闭设计,具备防内部故障电弧外泄、防凝露等技术,且具备可靠的五防功能,满足了双电源或单电源供电模式,在城市电缆化改造中被大规模采用。环网箱主要建设在城市道路两侧,充当配电线路的中间节点,并与其他线路实现互联。然而因安装、运维不当或厂家设备质量差的原因,近年来也多次发生烧毁事故。市区重要用户又处于道路两侧环网柜供电范围之内,给用户用电造成了一定影响。本文对一起因施工中安装不当导致的环网箱事故开展分析,得出事故原因,并提出了安装及运维工作中应采取的措施。

2设备概况

10 kV油厂线全线4.3 km,为单电源辐射线路,干线电缆采用YJV22-3002型。本次故障的6号环网箱为国内某开关厂生产的XGN-15系列,2015-12出厂,2017-05投运。该环网箱为二进四出结构,进线负荷开关,出线采用断路器,没有配置自动化装置。6号环网箱进线电缆采用YJV22-3002电缆。10kV油厂线所带基本为工业负荷,正常电流为242A,有功39 000 KVA,无重过载情况。

3事故过程、原因分析及事故结论

3.1事故过程

2017-07-19有市民告知 10kV油厂线6号环网箱冒烟且有电器烧焦异味,同时接公司调度控制中心通知10kV油厂线速断掉闸。接到通知后,立即派抢修人员赶赴现场,经运检人员现场检查,发现6号环网箱冒烟,进线间隔(G2)电缆腔着火烧毁,二次线烧熔。运维人员随即对该环网箱采取安全措施,待环网柜自然冷却后,将G2间隔内进线电缆移至G1间隔,并重新制作电缆终端,经试验合格后送电。

3.2事故原因分析

抢修人员对G2间隔电缆拆除后,发现电缆接线端子(如图1所示)氧化严重,说明此处遭受过高温侵蚀,并且应力锥靠近端子处的烧蚀痕迹也说明了插头受高温侵蚀;现场发现端子与环氧套管铜件的接触面存在明显氧化,说明高温侵蚀时,端子与环氧套管铜件表面并未完全紧密贴合;检查套管内部螺纹亮光正常(如图2所示),说明导电杆安装紧固。环氧套管遭受高温痕迹明显,且铜件表面与端子接触面也有很明显氧化痕迹,说明在高温发生时,端子与环氧套管铜件表面并未完全紧密贴合;现场对导电杆(如图3所示)进行检查,发现变径螺杆氧化,以及铜嵌件脱离环氧,熔融附于变径螺杆上,都说明此处经受过高温传导;对电缆应力锥剥除后,发现电缆绝缘表面(如图4所示)无明显爬电痕迹,说明应力体部位未发生爬电故障,从绝缘受高温侵蚀和烧蚀判断,高温来自端子部位。

3.3事故结论

通过对现场综合分析,得出造成此次事故的可能原因:在安装时,变径螺杆与套管固定还是紧固的,但用于固定电缆接线端子的螺母并未完全拧紧(或者电缆接线端子与导电变径螺杆有夹角),导致接线端子表面未完全紧贴在环氧套管铜件表面,造成运行载流时该接触面的接触电阻越来越大,进而严重发热,热量急剧增加到一定程度,发生烧蚀击穿事故。此次事故表象说明,电缆在运行中线芯与端子之间的接触发生了变化,因自重、接触压力、扭力等影响,造成接触电阻过大。这种情况下说明三芯电缆在接人环网箱间隔时的固定是非常重要的,一定要确保电缆下方卡箍固定牢固,不能使电缆腔内套管承受任何方向的力。安装后应使电缆腔内套管不发生扭曲形变、不受力,柜内电缆保持垂直向下的状态。三芯电缆因绞合在一起,在制作时对于三相线芯长度的测量一定要准确,因为一旦确定就不可更改,必须要保证线芯长度合适,边相长短尽可能一致,这样才能使电缆各相线芯垂直对称,不扭曲,同时分支手套尽量靠下安装,电缆卡箍位置也要尽量靠下。

 

将电缆从环网箱间隔下穿入电缆腔时,使电缆保持尽可能的垂直,使三相正对套管。大截面铜芯电缆的弯曲半径比较大,造成在现场实际中,经常有大截面电缆无法垂直进入柜体的情况发生,这与电缆沟的深度有很大关系,当电缆弯曲半径大于电缆沟深度时,电缆是无法在工程范围内垂直进入柜体的,这时应适当提高环网箱基础高度,使其电缆沟深度与电缆弯曲半径相匹配,这样便可减少安装后电缆内部应力产生的力矩;而且在电缆终端头制作完成后其电缆长度已经不可变,适当抬高基础高度可以使电缆弯曲时可调整的裕量也相对增加,可减少安装时施加的外力,特别对于截面较大的电缆,连接安装时也更为轻松,连接处也更为紧固。环网箱的基础高出地面一般为300 ~ 500 mm,这样可保证电缆(特别是大截面电缆)从基础下端进入环网箱时有足够的弯曲半径,可以垂直进入,减少应力。在现场施工条件允许时,电缆可采用双固定的方式(分段固定电缆外护套),即正常固定下端电缆井内加设一固定梁,增加一固定位置,这样可以很好解决受力问题。

4采取的措施

4.1加强交接试验管理

因采用300 mm2的铜缆本身自重大、扭力强度大,在安装过程中,须严格交接试验管理。安装前设备耐压数据和耐压时间必须按电气试验规程执行,回路电阻和接地电阻的测试方法和测试数据必须符合公司相关技术规范要求。

4.2加强安装工艺的管理

要注意安装顺序:①保证变径螺杆紧固;②将电缆接线端子与环氧套管铜件表面保持水平,使电缆端子尽量无扭力、不受力;③保证电缆接线端子外侧螺母紧固,使接线端子与环氧套管铜件表面完全紧密贴合;④在电缆终端处加装电缆抱箍,使环氧套管免受电缆自重的受力。

4.3强化运行维护的管理

在提高施工安装检修工艺的同时,也要做好线路日常运行维护工作。将红外检测、局放检测等手段应用到工作中,特别是新投设备要密切关注其运行状态,同时做好线路负荷发生较大变化时的特殊巡视工作,确保将隐患缺陷消除在萌芽状态。

5结束语

设备安全是保证电网可靠供电的基础,在电气设备安装环节,必须严把施工质量关,推进施工工艺标准化,消除工程质量的“常见病”,推进电网标准化建设,为电网的安全运行打下良好的基础。