10kV单芯电力电缆应用问题探讨

10kV单芯电力电缆应用问题探讨

王骏

（首钢股份公司迁安钢铁公司）

摘　要 在制氧机组建设和投运生产过程中，10kV单芯电力电缆暴露出了一系列的问题和隐患。本文主要通过收集单芯电力电缆运行中暴露的问题现象，结合电缆的选用标准、安装规范和敷设规范以及安全要求等进行对照分析，查找问题根源。结合生产从设计、施工、安装、运行等多方面综合考虑，提出解决问题的有效措施和办法，利用先进的检测技术进行运行动态监控，有效消除其在使用中的隐患，总结其实际使用中的有效解决方案，从而杜绝电缆隐患，保证制氧机组生产的安全稳定运行。

关键词  单芯电缆  问题  措施 

绪论、缆、缆使用问题的探讨制氧作业部，河北省唐山市迁安市1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

近年来，我公司制氧工程历经十年建设，制氧机组设备分期投产运行。在供配电系统运行中，10kV单芯电力电缆在使用中从各个机组都暴露出一系列的问题和隐患，为了查找问题的根源，从对电缆的安装、敷设、接线、电缆布局、现场实际问题等各方面进行深入分析和研究，逐一查找使用中存在的漏洞和隐患，从设计、施工、安装、运行上进行控制，逐一排查其它大负荷设备所用的单芯电缆是否存在同样的问题，结合检修机会采取措施进行处理。为了保证大负荷电缆的运行安全，充分应用先进的远距离无线测温技术，加强对大负荷电缆的巡视和监控，为提高电缆的使用寿命和安全运行，做了大量的工作。

1现状

我公司制氧工程五套空分机组分期逐步投产，在供配电系统电缆运行中，以10kV单芯电缆的故障发生率最高，主要有1#机组氮压机的单芯电缆绝缘击穿问题；3#、4#增压机的单芯电缆整体发热温度高问题；5#机组增压机的电缆周围有感应电压对周围控制电缆产生干扰问题；电缆沟单芯电缆敷设密集处温度超高问题，3#、4#增压机电缆截面选型容量偏小等问题。对这些问题发生的原因进行归纳分析，对照问题查找隐患，通过采取措施杜绝类似问题重复发生。因制氧机组空压机、增压机电机都是大功率负荷，对大负荷电缆设计多采用单芯电力电缆型号选用ZR-YJV-8.7/15kV 1*300 mm2的多根电缆敷设，以满足其载流量需求。设计采用单芯电缆敷设比选用大截面的三芯电缆敷设较为方便。这种情况就会导致单芯电缆使用的数量增大，仅一套机组敷设单芯300mm2的电缆数量就达到30根以上。电缆在敷设过程中要严格按照规范去敷设是很难的，电缆的排列会出现不规则的分布，电缆与电缆并排敷设之间的缝隙在施工中留的很小。在架空敷设过程中，电缆垂直向上和垂直向下敷设，电缆的排列就会不规范。电缆的两端屏蔽接线是采用一端连接、两端连接，还是两端悬空，在应用中的标准与施工规范存在较大的差距。为了解决单芯电缆运行中的各种问题，我们从选型、安装规范、敷设标准等一系列国家标准中与现场实际进行对照分析，查找原因。针对发现的问题隐患，采取相应的措施解决，杜绝单芯电缆隐患再次发生。

2 10kV单芯电缆运行中暴露的问题以及原因分析

2.1单芯电缆选型以及敷设排列方式对电缆的运行的影响

从单芯电缆敷设排列方式方面进行调查，高压单芯电缆敷设的方式在项目施工中与要求的安装规范存在一定的差距，如增压机原设计的3根单芯电缆的架空段敷设是按一排平行排列上去的，未按安装规范要求的“品”字形排列敷设；电缆沟内支架上的电缆排列间隙过小，导致电缆散热困难。实际运行中冬季电缆外护套表面温度到了60℃以上。原设计的单芯1*300mm2的电缆载流量与实际电缆的敷设方式有很大的关系。电缆较长、架空敷设以及敷设未成“品”字型或并排敷设等都对电缆的实际荷载能力发生变化，电缆的载流量下降，容易造成电缆发热。受电缆温升的影响，其实际载荷能力降低。为了保证机组安全稳定运行，经与设计人员重新进行核算，组织完成对两台增压机的电缆增容工作。按照电缆沟内和架空地段的实际情况进行敷设，采用了单层敷设和双层敷设并用的敷设方式。经运行表明，现电缆的最高运行温升控制在30℃以内，解决了电缆整体发热的问题。

2.2单芯电缆屏蔽接地方式对设备运行的影响

利用检修机会，组织对单芯电缆屏蔽层接地方式进行排查发现，有的单芯电缆采用一端屏蔽接地，有的采用两端屏蔽接地，有的两端屏蔽都未接，处于悬空状态。近年来，对生产影响较大的问题是5#增压机单芯电缆屏蔽接线两端悬空，导致电缆产生的感应电压对周围信号电缆产生严重干扰问题，造成机组部分监控信号无规则大幅波动，对机组安全稳定运行产生严重影响。

为了从本质上解决电缆屏蔽接地问题，经过对单芯电缆屏蔽接地连接方式进行研究和探讨，得出错误的屏蔽接地方式会对电缆的运行存在危害的结论。 经过科学分析，统一按照在高压配电柜一端电缆屏蔽接地的方式，对所有机组的单芯电缆接线方式进行整改，取得了良好的效果。

2.3单芯电缆终端头制作工艺水平对电缆运行的影响

经过对部分故障电缆终端头进行解体检查发现，大部分电缆终端头安装技术水平较差，不符合安装标准。主要表现在：电缆终端头制作时产生的多处刀痕以及螺旋状划痕未打磨；通过图5同时能发现在冷缩头制作过程中，电缆半导体层存在错位问题；运行过程中电缆头主绝缘表面出现明显放电以及电晕痕迹等问题。针对上述问题，组织制定10kV单芯电缆终端制作安装指导书，进一步规范单芯电缆终端安装工艺，提高安装水平；同时要求单芯电缆终端头制作关键步骤专人确认、建立电缆头制作更换台账，提高设备管理水平。

3 10kV单芯电缆运行改进措施以及效果

3.1实时监测电缆运行温度，改善电缆运行环境

组织对单芯电缆以及电缆沟内取点安装无线测温系统，通过系统后台实时监控电缆运行及电缆沟环境温度；对配电室内电缆沟盖板增加散热孔；同时安装电缆沟通风机，根据沟内电缆及环境温度进行自动控制，加快电缆沟内热空气流动，有效降低电缆运行温度。

3.2组织对10kV单芯电缆安装电缆护层保护器

电缆护层保护器安装在电缆金属护层与地之间,采用无串联间隙,正常情况下,流过保护器的电流很小,是微安级;当电缆护层出现过电压时,保护器电阻变小,电流增大,释放电缆护层上的电荷,能够保护电缆长时间正常安全运行。

3.3开展电缆专项检查治理工作

结合制氧机组停机检修，对照10kV单芯电缆终端制作安装指导书，对1-5#制氧机组10kV单芯电缆以及电缆终端头进行逐一排查，发现问题隐患8项，均及时进行处理，杜绝了电缆事故发生，保证制氧机组稳定运行。

4 结论

通过对10kV单芯电力电缆在运行中发生的一系列问题进行分析和探讨，从根本上查找问题发生的根源，吸取经验教训，采取合理的改进措施，保证电缆运行的可靠性、安全性。对于单芯电力电缆要科学合理地选用和利用，这样才能在电缆运行中避免潜在隐患出现。最后，我们要充分利用先进的科学技术对电缆运行在线情况进行实时监测，及时发现电缆问题隐患，为机组安全稳定运行打下坚实基础。

参考文献

1  GB50217-2018,电力工程电缆设计标准［S］.

2  吴利民.单芯电力电缆敷设安装及其附件选型经验［J］.冶金动力2007-05.