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CT端子箱電纜發(fā)熱故障的危害及預(yù)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)行紅外測溫時發(fā)現(xiàn)35千伏某低壓側(cè)CT端子箱內(nèi)電纜接頭發(fā)熱至133°C,電纜屏蔽地線與箱內(nèi)二次銅排連接處發(fā)熱至77°C,端子箱二次接地銅線上電流為38.9A。

斷開該開關(guān)后,檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)熱電纜為1-1L電抗器保護(hù)CT電纜,電纜接頭處外皮有燒融痕跡,保護(hù)屏側(cè)電纜接頭處無發(fā)熱。如圖1所示。


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圖1 發(fā)熱點及電流示意圖



二、CT端子箱電纜發(fā)熱故障的原因

 檢修人員到達(dá)現(xiàn)場對發(fā)熱的電纜進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)電纜屏蔽地線在二次銅排的連接處有斷股現(xiàn)象,導(dǎo)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(xiàn)屏蔽地線為焊接在電纜鎧層上,而屏蔽層銅箔及銅絲未連接地線。

現(xiàn)場對一、二次接地情況進(jìn)行了檢查,端子箱內(nèi)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的接地線接至電纜溝內(nèi)二次銅排上,溝內(nèi)二次銅排與一次構(gòu)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。


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圖2 端子箱接地示意圖


該站電抗器為三相干式電抗器,正常運行時空間中磁場較大,在地網(wǎng)與箱體接地扁鐵構(gòu)成的環(huán)路中會產(chǎn)生感應(yīng)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電流為13A,端子箱接地線上電流基本為零,說明正常情況下,箱體由于電磁感應(yīng)會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,與主地網(wǎng)之間存在電勢差,其所引起的感應(yīng)電流應(yīng)通過接地扁鐵流入主地網(wǎng),不應(yīng)流經(jīng)二次接地線。

根據(jù)發(fā)熱電纜的發(fā)熱點進(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(xiàn),屏蔽地線與電纜鎧層焊接處凸起較高,其外側(cè)僅有一層紅色熱縮套管保護(hù),而接頭處又用扎帶綁接在箱體構(gòu)架上,如圖1中所示。在長期運行過程中,凸起處持續(xù)磨損熱縮套管導(dǎo)致熱縮管破損,與箱體(即一次地)導(dǎo)通,從而形成經(jīng)過二次銅排、接地線和鎧層的感應(yīng)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(dǎo)致感應(yīng)電流在電纜屏蔽地線與鎧層連接處引起發(fā)熱導(dǎo)致電纜外皮燒融。


三、CT端子箱電纜發(fā)熱故障的處理

根據(jù)上述分析,在清理受損電纜外皮并檢查內(nèi)層絕緣正常后,將屏蔽地線改接至屏蔽層銅絲上,相當(dāng)于斷開回路2,同時在端子箱內(nèi)增加一根地線將箱體與二次銅排短接,如圖3所示。此時,由于一次地與二次地在箱體內(nèi)和電纜溝內(nèi)同時存在兩個連接點,從而形成了新的感應(yīng)電流回路3,導(dǎo)致電抗器投入后,在新增的連接地線和端子箱接地線上流過70A的感應(yīng)電流,而電纜的屏蔽地線上均沒有電流流過。

為避免運行時在接地線上長期流過大電流導(dǎo)致產(chǎn)生新的發(fā)熱點,需要消除因新增連接地線而形成的回路3。去掉新增連接地線后投入電抗器,此時感應(yīng)電流通道為回路4,測量箱體接地扁鐵電流為1.5A,端子箱接地線上電流基本為零,端子箱內(nèi)最高溫度在45℃左右,無新增發(fā)熱點,故障消除。

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圖3 增加連接地線

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圖4 去掉連接地線


故障處理后端子箱接地線和接地扁鐵的電流與溫度記錄



投運后每隔一段時間對端子箱內(nèi)的接地線和電纜的電流和溫度進(jìn)行記錄,端子箱接地線的電流始終保持在較低水平,約為0.57A,電纜接地線接頭處溫度也基本保持穩(wěn)定,約為45°C左右,端子箱內(nèi)的各根電纜線屏蔽地線均無電流。接地扁鐵的電流也保持在一個較小的數(shù)值上。同時,無新增發(fā)熱點,故障消除。


四、防范CT端子箱電纜發(fā)熱故障的措施

1. 在新建工程、改造工程中,嚴(yán)格按照電纜接線標(biāo)準(zhǔn)施工,注意施工工藝,尤其要注意電纜接地的規(guī)范,保障電纜在運行過程中的不會因為虛接、松動、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(xùn)工作,進(jìn)一步提高施工人員的素質(zhì),施工中加強現(xiàn)場施工質(zhì)量管理工作。

3. 運行中加強紅外測溫工作和巡視,發(fā)現(xiàn)局部溫度異?;虍惓U饎勇曧憫?yīng)引起高度關(guān)注。