10kV电缆单相接地导致双回路停电的事故分析

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  摘要:小电流不接地系统中,电力电缆单相接地是常见的故障之一,如果处置不当,会导致及其严重的后果。通过一起单相接地故障的分析,阐述了减少电缆接地故障的措施以及处理接地故障的要求。
  关键词:单相接地;故障分析;防范措施
  引言
  很多单位在设计和施工中,未能严格执行电缆设计和施工验收规范,致使电缆在运行中时常发生接地故障,甚至引发重大事故。必须要采取措施,减少或避免电缆单相接故障的发生。
  1.电气系统及运行方式
  1.1电气系统
  (1)电气系统主接线图。
  (2)220kV站3台220/110/10kV、180MVA主变,10kV中性点经消弧线圈接地。共有六段10kV母线,其中1#主变的10kVⅡ母由L-Ⅲ线供L变电所10kVⅢ母,E-I线供E变电所10kV I母;2#主变的10kVⅢ母由L-Ⅳ线供L变电所10kVⅣ母,E-Ⅱ线供E变电所10kVⅡ母。
  (3)1#110kV站3台110/10kV、63MVA主变,10kV中性点不接地,采用消弧接地柜保护。共有四段10kV母线,其中1#主变的10kV I母由B-I线、C-I线、D-I线、L-I线分别供B、C、D、L四个变电所的10kV I母;2#主变的10kVⅡ母由B-Ⅱ线、D-Ⅱ线、L-Ⅱ线分别供B、D、L三个变电所的10kVⅡ母,由C-Ⅲ线供c变电所10kVⅢ母;3#主变的10kVⅢ(1)母由C-Ⅱ线供C变电所10kVⅡ母,3#主变的10kVⅢ(2)母由C一Ⅳ线供C变电所10kVⅣ母。
  1.2事故时运行方式
  由于特殊原因,要求B、C、D三个变电所只保留少量电气负荷运行,为节约需量电费,将1#110kV站三台主变停役,L变电所的113、126开关转为运行,由L-I线、L-Ⅱ线经1#110kV站的四段10kV母线向B、C、D三个变电所供电。主接线图中实心的断路器在故障时为运行状态。
  2.事故经过
  2016年某日19时09分,10kV L变电所监控后台Ⅱ母零序过电压告警,与该系统相关联的220kV站、l#110kV站、10kV B、C、D、E等变电所的10kV馈线及用电设备同时报出接地信号。19时44分,发现L变电所出口50米处电缆桥架上的电缆断续弧光放电,判断是L-Ⅱ线电缆接地,随后转移B、C、D变电所内由L-Ⅱ线所带的负荷。0时10分,L变电所拉开L-Ⅱ线126开关,接地故障消失。
  次日5时11分,10kV L变电所监控后台I母零序过电压告警,与该系统相关联的220kV站、1#110kV站、10kV B、C、D、E等变电所10kV的馈线及用电设备同时报出接地信号。5时15分,在上述同一地点再次发现弧光放电,电缆很快着火。5时21分,L变电所L-I线113开关过流Ⅱ段保护动作跳闸。
  3.事故原因
  3.1设计方面
  (1)L-I线、L-Ⅱ线两个回路电缆设计在同一桥架上敷设,施工中也没有隔开,电缆弧光放电时,相邻的电缆绝缘必然受到损伤。
  (2)每相选用了3根400mm2单芯电缆,长度870多米,增加了系统的电容电流及发生单相接的危害。
  (3)电缆的屏蔽层在1#110kV站单端接地,L变电所内未设计护层保护器,不能抑制屏蔽层的感应电压。
  3.2施工方面
  (1)施工中没有按要求保护好电缆外护套,有不少外伤。随着运行时间推移,雨水浸渍和周围空气环境因素的影响,外护套破损处绝缘逐渐降低,使屏蔽层与接地扁铁间歇性的接触。
  (2)桥架内接地扁铁与电缆随处相碰,提供了接地的条件。
  (3)电缆之间没有间距任意放置相互感应,弧光放电着火时相互伤害。
  (4)单芯电缆在桥架中没有按品字形或其他正规的方式排列。
  3.3事故处理方面
  第一次L-Ⅱ线接地时,已发现电缆间隙弧光放电,但处理时间长达5个小时,弧光将相联电缆烧伤。
  4.防范措施及吸取的教训
  (1)就该电缆而言,要全面检查电缆外护套的破损情况并加以包裹处理。。
  (2)正常情况下应将该电缆处于冷备用状态,每月定期测量电缆绝缘及屏蔽层对地绝缘,发现异常及时查找处理。
  (3)如果带负荷运行且电流较高时,要测量每根电缆的电流和温度,防止偏流使个别电缆长期过载运行。
  (4)发生单相接地故障时一定要迅速处理,不能延误而发生事故。特别是已发现有弧光放电时,更要坚决地快速处理。
  (5)电缆施工中在转弯、上下坡处会与金属钢架及横担受力接触,容易损伤外护套,应注意保护好。
  (6)要由经验丰富的技术人员进行电缆交接验收,严格执行验收规范。
  5结束语
  中性点不接地系统电缆的单相接地危害很大,如在设计、施工过程严格执行有关规范,可大大减少或避免接地故障的发生。当电容电流较大,消弧柜、消弧线圈等方式可能不能满足要求时,可采用小电阻接地方式。
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