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摘要：本文以青岛供电公司110kV前薛甲线、110kV前南甲线和110kV前南乙线电缆金属护套交叉互联接线被盗事故为例，结合此次事故处理的情况，浅谈高压单芯电缆金属护套交叉互联接地系统的应用，分析了缺陷的处理过程和事故原因，并对运行中电缆交叉互联系统的维护和防盗提出了参考意见。
关键词：电力电缆；交叉互联；被盗；防范措施
近年来，随着我国国民经济的不断发展及城市化进程的不断推进，电力电缆以摆脱架空走廊限制、节约城市用地、美化城市环境、供电可靠性高等优势，得到广泛应用。青岛供电公司管辖的电缆线路也呈逐年上升态势，尤其是近几年35kV及以上电压等级的电缆增长速度较快。然而，随着电力电缆线路的逐年增多，电缆网络覆盖范围不断扩大，电力电缆的运行管理也面临着很多新的问题和挑战。自2011年以来，青岛供电公司发生了多起35kV和110kV单芯电缆交叉互联箱（接地箱）铜排及交叉互联接线被盗事件，严重影响了公司电网的安全稳定运行。电缆交叉互联接线被盗是近几年出现的新情况，相关部门对交叉互联接线的恢复缺乏经验，并且目前交叉互联的防盗措施不完善，造成交叉互联线被盗事件频发。本文以一起110kV电缆交叉互联接线被盗事件为例，对事故的处理过程及原因进行了分析，阐明了高压单芯电缆交叉互联系统的重要性，同时对高压单芯电缆交叉互联系统的维护和防盗提出了参考意见。
1发生事故的电缆线路概况
青岛供电公司110kV前薛甲线、110kV前南甲线和110kV前南乙线概况如下。110kV前薛甲线投运于2010年11月，是220kV前湾站向110kV薛家岛变电站及武船重工用户供电的线路，其中#9-1至武船重工110kV变电站为电缆线路，全长8150m，电缆型号为ZR-YJLW02-1*500。110kV前南甲线投运于2006年2月，是220kV前湾站向110kV南庄站及北船重工用户供电的线路，#10至南庄站和北船重工110kV变电站为电缆线路，全长8900m，电缆型号为ZR-YJLW02-1*500。110kV前南乙线投运于2006年2月，是220kV前湾站向110kV南庄站及武船重工和北船重工用户供电的线路，#10至南庄站、北船重工110kV变电站和武船重工110kV变电站为电缆线路，全长9100m，电缆型号为ZR-YJLW02-1*500。上述三回电缆线路均采用隧道加排管的敷设方式，并且这三回电缆是同沟敷设。
这三条线路在T接头之前电缆段的接线情况基本一样，如图1所示。以110kV前薛甲线为例，从#9-1至T接头共有11个中间接头，电缆金属护套采用交叉互联方式接线，共分为4个交叉互联段。
图1电缆接线情况
2011年10月18日上午，运行人员在对110kV前薛甲线、110kV前南甲线和110kV前南乙线巡视过程中发现，#8电缆接头井往外冒黑烟。工作人员立即汇报上级领导，并打开多处井盖对电缆隧道进行通风，同时使用通风机进行强制通风。经检测隧道内气体合格后，工作人员戴着防毒面具进入电缆隧道进行检查，检查发现上述三回电缆有多处作护套交叉互联用的同轴电缆被盗，被盗处的电缆中间接头及外护套有多处烧毁严重，致使隧道内充满黑烟。被盗割的同轴电缆数量及位置如表1所示。其中，110kV前薛甲线A相#8中间接头烧损最严重，如图2所示，接头处铜壳已烧红，铜壳外面的护套已全部烧掉，电缆主绝缘已受到损伤。并且，因A相#8中间接头燃烧温度很高，对B、C相电缆外护套及下层电缆外护套造成了损伤。
表1 同轴电缆被盗情况统计
图2电缆中间接头交叉互联接线被盗割现场
图3电缆中间接头及外护套被严重烧损
2高压电缆金属护套交叉互联接地系统的应用
目前使用的110kV及以上电压等级电缆，绝大多数为交联聚乙烯绝缘的单芯电缆。当单芯电缆线芯通过电流时，就会有磁力线与金属护套相交链，从而使金属护套上出现感应电压。感应电压的大小与电缆长度和线芯电流的大小成正比，当电缆很长时，如果将单芯电缆金属护套两端都接地，护套中感应电压将形成以大地为回路的循环电流，这不仅在金属护套中产生电能损耗，而且影响电缆线路的输送容量[1]。对于单芯电缆线路来说，应当采取合理的护套接地方式。
交流单芯电缆金属护层在线路上至少有一点直接接地，任一点非直接接地处在未采取能有效防止人员任意接触金属护层的安全措施时，正常感应电压不得大于50V，除此外，不得大于300V[2]。高压单芯电缆较短时，应采取在线路一端或中央单点直接接地，而在另一端或两端经过电压限制器接地；电缆较长时，应划分适当的单元，且在每个单元内按3个长度尽可能均等区段，采用绝缘接头实施交叉互联接地。金属护套两端直接接地方式只在特殊情况下采用，如电缆非常短且轻载运行时，或水下敷设的电缆等无法采用交叉互联接线的场合。
3事故处理及原因分析
3.1事故处理
经现场查看，并通过对现场情况进行综合分析，研究决定采取停电方式对缺陷进行处理。停电时，既要考虑重要用户及110kV变电站的供电，又要根据电缆的烧损程度以及缺陷修复所需时间来合理安排。
最终决定先将烧损最严重的110kV前薛甲线停电，因前薛甲线A相#8电缆接头已被严重烧损，如图3所示，随时有因主绝缘击穿发生跳闸的危险。因前薛甲线缺陷修复需要的时间较长，为避免负荷较重但损伤较轻的前南乙线情况恶化，同时又将前南乙线停电，并快速对其损伤的外护套进行修复并及时恢复供电。前南乙线恢复供电后，前南甲、乙线可以保证110kV南庄站、武船重工和北船重工的供电，并且负荷可以向前南乙线倾斜一下。这样给前薛甲线缺陷修复提供了时间上的保证，前薛甲线缺陷处理完后，前南甲线缺陷处理就更加容易。
图4恢复后的交叉互联接线
3.2原因分析
当高压单芯电缆金属护套有一点直接接地时，其金属护套上的感应电压与电缆长度及线芯电流的大小成正比，如果电缆较长，使护套感应电压超出允许值时，应将电缆护套合理分段，采取交叉互联方式接地或每一段都采取一端接地一端保护的接地方式。上述3条110kV电缆就是采取护套交叉互联的接地方式。
金属护套采取交叉互联接地时，每隔2个中间接头就会有一个直接接地相，即一个交叉互联段两端是2个直接接地箱，中间是交叉互联箱。如果由于各种原因造成一个交叉互联段两端的接地都被破坏，则金属外护套上将产生很高的悬浮电位，使护层保护器因长时间过电压而烧坏，更严重的是会引起电缆外护套多点击穿，直接威胁到主网的安全。在金属护套不接地的情况下，计算电缆主绝缘和电缆外护套上的电压分别为：
U1=U0×C2/（C1+C2）（主绝缘分压）
U2=U0×C1/（C1+C2）（金属护套分压）
式中C1、C2分别是电缆电容和金属护套电容，一般情况下C1大于C2，所以，当金属护套不接地时，电缆金属护套上承担着大于二分之一U0的电压，在此感应电压较长时间间歇性放电作用下，使电缆中间接头外护套产生高温过热，从而烧损电缆。
此次事故中烧损最严重的为110kV前薛甲线A相#8中间接头，从被盗割交叉互联线（接地线）情况来看，此段电缆外护套在#6接头处仍有一点直接接地，不会造成A相#8接头烧损如此严重。但是，实际情况是在#6接头处C相接地线接地不良，从而造成从#6接头~#9接头这段电缆的金属护套失去接地，最终导致A相#8电缆中间接头在较高电压的作用下长时间间歇性放电，产生高温使A相#8接头烧损。对于110kV前南甲线和前南乙线同样存在金属护套失去接地的现象，之所以烧损的较轻，目前认为是#8接头之外的交叉互联线（接地线）被盗割的时间较晚，感应电压作用的时间较短，使得这两条电缆烧损较轻。
4防范措施
为保证高压电缆线路的安全、稳定运行，减少各种被盗事件的发生，建议采取以下措施，以供运行管理部门参考。
（1）做好宣传发动工作。积极向政府有关部门建议，取得政府有关部门的支持，充分发挥新闻媒体的作用，加大对《电力法》、《电力设施保护条例》的宣传力度，广泛宣传法制观念，动员广大人民群众积极支持检举涉电犯罪；
（2）加大对35kV及以上电压等级电缆的巡视、检查力度，缩短巡视周期，尤其是对电缆密集、电缆隧道较长的电缆线路重点巡视，并安排人员在节假日期间对重要电缆沟、电缆隧道进行巡视；
（3）建议对35kV及以上电缆等级电缆沟、电缆隧道全部安装防盗井盖，并安装电缆井盖监控系统，电缆井盖遭非法开启时立即报警；
（4）在条件允许的情况下，对35kV及以上电压等级电缆安装分布式光纤在线测温系统，通过发送短信等方式发布报警信号，及时发现高压电缆的各种高温异常现象；
（5）在电缆中间接头处安装护套环流在线监测装置，一旦交叉互联引线被割断，监测装置就测不到护套环流，从而发出报警信号；
（6）与公安部门联合开展打击电力设施被盗行为。
（7）规范进入电缆沟、电缆隧道作业的手续，各种作业人员进入电缆沟、电缆隧道工作应经过许可，方可进入。避免外来人员随便进入电缆沟、隧道。
（8）在重要电缆的中间接头处，安装视频监控系统，在接收到各种报警信号时，可立即通过视频监控查看现场情况。
5结论
（1）高压单芯电缆的金属护套交叉互联系统对电缆的安全、稳定运行非常重要。一旦发生交叉互联接线（接地线）被盗或其它原因造成金属护套失去接地时，运行过程中金属护套上会感应出较高的电位，在较长时间间歇性放电作用下，使绝缘接头处产生高温引燃外护套，烧损电力电缆。
（2）运行管理部门应对高压单芯电缆交叉互联系统的防盗引起足够的重视，虽然交叉互联接线被盗割本身造成的经济损失不大，但如果因交叉互联系统被破坏而伤及电缆本体，将会造成较大的经济损失，甚至危及电缆的安全运行。
参考文献
[1]史传卿.电力电缆[M].北京：中国电力出版社，2005.
[2]Q/GDW512-2010，电力电缆线路运行规程[S].北京：国家电网公司，2010.
作者简介
艾福超，1986—，男，大学本科，工程师，国网山东省电力公司青岛供电公司，主要从事高压电力电缆、配电线路运维、检修、施工及相关技术研究。
论文作者:艾福超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/26
标签：护套论文; 电缆论文; 互联论文; 金属论文; 接线论文; 电压论文; 重工论文; 《电力设备》2017年第28期论文;