CT端子箱電纜發(fā)熱故障的危害及預防措施
一、一起CT端子箱電纜發(fā)熱故障
2021年7月11日，某變電站運行人員進(jìn)行紅外測溫時(shí)發(fā)現35千伏某低壓側CT端子箱內電纜接頭發(fā)熱至133°C，電纜屏蔽地線(xiàn)與箱內二次銅排連接處發(fā)熱至77°C，端子箱二次接地銅線(xiàn)上電流為38.9A。
斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)后，檢查發(fā)現發(fā)熱電纜為1-1L電抗器保護CT電纜，電纜接頭處外皮有燒融痕跡，保護屏側電纜接頭處無(wú)發(fā)熱。如圖1所示。
二、CT端子箱電纜發(fā)熱故障的原因 檢修人員到達現場(chǎng)對發(fā)熱的電纜進(jìn)行檢查，發(fā)現電纜屏蔽地線(xiàn)在二次銅排的連接處有斷股現象，導致此處電阻增大而發(fā)熱。對燒融的電纜外皮進(jìn)行清理后發(fā)現屏蔽地線(xiàn)為焊接在電纜鎧層上，而屏蔽層銅箔及銅絲未連接地線(xiàn)。 現場(chǎng)對一、二次接地情況進(jìn)行了檢查，端子箱內二次銅排由絕緣支柱固定在箱體上，并經(jīng)一根截面積為100mm2的接地線(xiàn)接至電纜溝內二次銅排上，溝內二次銅排與一次構架及地網(wǎng)之間均為焊接連接，端子箱體焊接在CT支柱上，且分別經(jīng)接地扁鐵連接至主地網(wǎng)，連接情況如圖2所示。 圖2 端子箱接地示意圖 該站電抗器為三相干式電抗器，正常運行時(shí)空間中磁場(chǎng)較大，在地網(wǎng)與箱體接地扁鐵構成的環(huán)路中會(huì )產(chǎn)生感應電流，如圖2中回路1所示，投入相鄰正常的1-2L電抗器后，測量箱體的接地扁鐵上流過(guò)電流為13A，端子箱接地線(xiàn)上電流基本為零，說(shuō)明正常情況下，箱體由于電磁感應會(huì )產(chǎn)生感應電勢，與主地網(wǎng)之間存在電勢差，其所引起的感應電流應通過(guò)接地扁鐵流入主地網(wǎng)，不應流經(jīng)二次接地線(xiàn)。 根據發(fā)熱電纜的發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行分析，在對受損電纜接地端燒融外皮進(jìn)行清理后檢查發(fā)現，屏蔽地線(xiàn)與電纜鎧層焊接處凸起較高，其外側僅有一層紅色熱縮套管保護，而接頭處又用扎帶綁接在箱體構架上，如圖1中所示。在長(cháng)期運行過(guò)程中，凸起處持續磨損熱縮套管導致熱縮管破損，與箱體（即一次地）導通，從而形成經(jīng)過(guò)二次銅排、接地線(xiàn)和鎧層的感應電流環(huán)路，如圖2中回路2所示，并且由于焊接處與箱體未完全短接（熱縮管未完全磨破），回路中此處電阻最大，導致感應電流在電纜屏蔽地線(xiàn)與鎧層連接處引起發(fā)熱導致電纜外皮燒融。 三、CT端子箱電纜發(fā)熱故障的處理 根據上述分析，在清理受損電纜外皮并檢查內層絕緣正常后，將屏蔽地線(xiàn)改接至屏蔽層銅絲上，相當于斷開(kāi)回路2，同時(shí)在端子箱內增加一根地線(xiàn)將箱體與二次銅排短接，如圖3所示。此時(shí)，由于一次地與二次地在箱體內和電纜溝內同時(shí)存在兩個(gè)連接點(diǎn)，從而形成了新的感應電流回路3，導致電抗器投入后，在新增的連接地線(xiàn)和端子箱接地線(xiàn)上流過(guò)70A的感應電流，而電纜的屏蔽地線(xiàn)上均沒(méi)有電流流過(guò)。 為避免運行時(shí)在接地線(xiàn)上長(cháng)期流過(guò)大電流導致產(chǎn)生新的發(fā)熱點(diǎn)，需要消除因新增連接地線(xiàn)而形成的回路3。去掉新增連接地線(xiàn)后投入電抗器，此時(shí)感應電流通道為回路4，測量箱體接地扁鐵電流為1.5A，端子箱接地線(xiàn)上電流基本為零，端子箱內最高溫度在45℃左右，無(wú)新增發(fā)熱點(diǎn)，故障消除。 圖3 增加連接地線(xiàn) 圖4 去掉連接地線(xiàn) 投運后每隔一段時(shí)間對端子箱內的接地線(xiàn)和電纜的電流和溫度進(jìn)行記錄，端子箱接地線(xiàn)的電流始終保持在較低水平，約為0.57A，電纜接地線(xiàn)接頭處溫度也基本保持穩定，約為45°C左右，端子箱內的各根電纜線(xiàn)屏蔽地線(xiàn)均無(wú)電流。接地扁鐵的電流也保持在一個(gè)較小的數值上。同時(shí)，無(wú)新增發(fā)熱點(diǎn)，故障消除。 1. 在新建工程、改造工程中，嚴格按照電纜接線(xiàn)標準施工，注意施工工藝，尤其要注意電纜接地的規范，保障電纜在運行過(guò)程中的不會(huì )因為虛接、松動(dòng)、磨損、接地不良等原因發(fā)生故障； 2. 加強對施工人員的技術(shù)培訓工作，進(jìn)一步提高施工人員的素質(zhì)，施工中加強現場(chǎng)施工質(zhì)量管理工作。 3. 運行中加強紅外測溫工作和巡視，發(fā)現局部溫度異?；虍惓Ｕ饎?dòng)聲響應引起高度關(guān)注。
