《跟我学电缆接地工艺问题》
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以下是文字版~
2016年,某变电站因电缆爆炸起火,导致3台主变烧损、8座110kV变电站失压。事故直接原因为电缆爆燃。日常运维中必须高度重视电缆发热与起火隐患的排查,防止设备损毁和保护误动。现场引发电缆发热的原因多样,本文重点从电缆接地工艺角度进行分析。
变电站接地网
变电站接地网是保障人身与设备安全的关键系统,包括主接地网和二次接地网。
主接地网通常在土建阶段敷设,由水平与垂直接地体构成,材料多为铜或钢。
二次接地网位于主接地网上方,与其紧密连接,主要包括室内等电位地网、电缆沟专用铜排及屏柜、端子箱内的二次接地铜排。
二次接地网主要用于为二次设备、电缆及回路提供保护接地和抗干扰接地。铠装屏蔽电缆广泛应用于变电站工程,其铠装层具有机械防护功能,屏蔽层则兼具抗外部电磁干扰和抑制内部电磁辐射的作用。
根据《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施(2018)》,从一次设备引出的电缆屏蔽层应在端子箱单端接地,而二次设备之间的电缆屏蔽层应双端接地,以提升抗干扰能力。
依据《GB 50065-2011 交流电气装置接地设计规范》,为避免铠装层感应过电压危及人身与设备安全,铠装层也需可靠接地。
案例一简介
某1000kV特高压站在巡视测温中发现,主变110kV低压电抗器开关端子箱内,一根铠装层接地线和一根屏蔽层接地线异常发热。两根接地线来自同一根低抗保护电流二次回路电缆,采用双端接地方式,导致铠装层、屏蔽层分别与主接地网、二次接地网之间形成大闭合回路。
原因排查
猜想一:
怀疑电流通过端子箱、铠装层(屏蔽层)、保护屏及接地网形成闭环,在地电位差作用下产生环流。但红外测温未见异常,钳形表测得接地线电流接近零,说明电流并未沿整条电缆流通。
猜想二:
将两根接地线同时夹持测量,电流仍接近零安培,推测两者在接头处存在短接,从而形成由铠装接地线—主接地网—专用铜排—屏蔽接地线构成的局部闭合回路。
停电检查确认两根接地线确已短接。重新处理接地工艺,确保铠装层与屏蔽层接地线绝缘后,缺陷消除。
案例二简介
某变电站红外测温发现35kV电抗器CT端子箱内电缆接头温度高达133°C,热缩套与外皮明显烧熔;屏蔽层接地线与二次铜排连接处温度达77°C,接地铜缆电流为38.9A。
原因排查
该电缆为电流二次回路电缆,仅屏蔽层接地,铠装层未接地。发热原因为电缆局部凸起磨损热缩套,导致与箱体导通,形成“电缆接头—箱体—主接地网—100mm²接地铜缆—屏蔽层接地线”的闭合回路。
做法一:
将错误连接的4mm²屏蔽接地线改接至屏蔽层并做绝缘处理,同时为降低电位差,在CT端子箱内将二次接地铜排与箱体短接。送电后,新增短接线上检测到70A电流,表明该处理方式加剧了环流问题。
做法二:
拆除新增短接线,断开闭合回路,再次测量100mm²接地铜缆电流趋近于零,缺陷彻底消除。
案例原因
两起案例具有高度相似性,主要原因如下:
- 二次电缆接地工艺不规范;
- 站内局部区域电磁干扰较强;
- 电缆接地施工验收不到位。
措施与建议
- 改进施工工艺,强化作业人员培训与技术交底;
- 加强电缆接地工艺验收,尤其加强对干式电抗器周边电缆的抽查;
- 运行期间加强测温和巡视,及时发现异常;
- 优化干式电抗器区域设备布局,避免电缆屏蔽层、铠装层接地时形成闭合环路;
- 细化标准制定,统一规范要求。建议开展铠装屏蔽电缆接地方式专项研究,并在标准中明确接地方法与效果评估,推动设计、施工、运维各环节认知统一,实现电缆接地工艺标准化。

