淺析500kV充油電纜上終端故障及油處理

李勇琦

（調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣東 廣州 510630）

淺析500kV充油電纜上終端故障及油處理

李勇琦

（調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司檢修試驗(yàn)中心，廣東 廣州 510630）

簡要介紹了某廠500kV1號(hào)高壓充油電纜B相上終端含有乙炔的故障情況及電纜油處理方法。詳細(xì)闡述500kV充油電纜上終端含有乙炔的情況和電纜油處理的工作過程及后續(xù)跟進(jìn)情況分析，以給廣大高壓充油電纜用戶提供參考和借鑒。

充油電纜；終端；故障；乙炔；油處理。

1 設(shè)備基本情況簡介

某電廠500kV充油電纜采用法國ALCATEL公司法國廠生產(chǎn)的單相銅芯油浸漬紙絕緣鉛合金護(hù)層不銹鋼加強(qiáng)及鎧裝聚乙烯護(hù)套高壓充油電纜。電纜設(shè)計(jì)制造長度為500m，落差約為200m，電纜線芯額定橫截面積為800mm2，其最大輸送容量為492.25MVA。單相電纜總含油量約2000L，油的類型為T 3788。每相電纜上終端與5個(gè)MP 120型體積為100L的壓力油罐串聯(lián)形成補(bǔ)油系統(tǒng)以保證電纜油壓維持在一定范圍。電纜上終端油壓保護(hù)整定值（對應(yīng) 25℃），正常值：0.154MPa；低壓報(bào)警：0.09MPa；跳閘值：0.07MPa；最大壓力報(bào)警：0.25MPa。

高壓充油電纜作為該電廠地下廠房高壓設(shè)備與戶外高壓設(shè)備的電氣連接元件，有電壓高、距離長、落差大的特點(diǎn)。電纜終端作為電纜與廠房戶外高壓設(shè)備連接設(shè)備是高壓充油電纜的薄弱部位。該電纜終端為電容錐式電纜終端,該種全封閉組合電器用電纜終端頭專用于電纜與SF6氣體絕緣全封閉組合電器的連接。（圖1電纜連接示意圖）

圖1 電纜連接示意圖

2006年8月22日該電廠500kV 1號(hào)充油電纜油樣色譜分析發(fā)現(xiàn)B相電纜上終端電纜油存在乙炔1.0μL/L，中試所復(fù)核化驗(yàn)結(jié)果為0.45μL/L，確認(rèn)含有乙炔。南方電網(wǎng)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定：乙炔含量注意值為痕量（1μL/L）。由于乙炔含量較小，中試所建議進(jìn)行跟蹤分析。根據(jù)實(shí)際情況及中試所的建議，該電纜恢復(fù)運(yùn)行，并計(jì)劃每個(gè)月取油樣進(jìn)行跟蹤分析。

至2009年5月，乙炔含量測量值保持在1～3μL/L之間。根據(jù)該電纜終端結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過長時(shí)間的電纜油化驗(yàn)跟蹤及長期局部放電在線監(jiān)測進(jìn)行綜合分析判定，該電纜上終端電容錐內(nèi)部存在間歇性局部放電的可能性最大。為了消除該設(shè)備隱患，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，決定對該電纜終端電容錐進(jìn)行更換及對含有乙炔的電纜油進(jìn)行濾油處理。

2 1號(hào)充油電纜電纜油處理

2.1 電纜油處理方法

該方法以兩臺(tái)電纜濾油機(jī)同時(shí)分別對電纜和壓力油罐進(jìn)行油處理工作，以達(dá)到良好的濾油效果而又縮短電纜退備時(shí)間為目的。電纜油處理主要目的是脫去B相電纜油內(nèi)的氣體尤其是乙炔。

2.2 電纜油處理前期準(zhǔn)備

（1）檢查確認(rèn)電纜濾油機(jī)工作狀況良好，取樣確認(rèn)濾油機(jī)、管路、新油狀態(tài)良好。

（2）管路清洗：將要用到的管路與外置過濾器、減壓閥、三通閥等串聯(lián)起來，用油機(jī)進(jìn)行30min沖洗，取樣進(jìn)行顆粒度測試,合格后停止清洗。

（3）將新電纜油70L注入油機(jī)循環(huán)過濾2h，過濾好后取油樣試驗(yàn)合格，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（4）將備用壓力油缸與濾油機(jī)連接，進(jìn)行備用壓力油缸循環(huán)過濾約3h，過濾好后進(jìn)行油樣和氣體殘壓RGP試驗(yàn)，直至滿足要求。

（5）用濾油機(jī)中濾好的新油打入檢修油管中，同時(shí)將檢修油管中的舊油排出，并在下終端檢修油管處準(zhǔn)備空油桶回收。

（6）對檢修油管進(jìn)行氣體殘壓RGP測試，直到合格為止。

（7）投入運(yùn)行前電纜油氣體殘壓RGP標(biāo)準(zhǔn)：不大于1.995MPa。

（8）新油（10桶）準(zhǔn)備，完成新油化驗(yàn)。

（9）完成電纜檢修前油樣和氣體殘壓RGP試驗(yàn)。

2.3 電纜油處理工作過程介紹

（1）按電纜油處理示意圖（圖2）完成相關(guān)濾油設(shè)備連接。

圖2 電纜油處理示意圖

（2）上終端電容錐排油及電纜換油詳細(xì)工作步驟

1）上終端頂部取樣口，底部出油口關(guān)閉。

2）頂部取樣口接管至真空罐低位閥（帶手動(dòng)閥）。

3）底部取樣口接管至電容錐備用油箱（帶閥）再出口（帶閥）到真空罐高位閥。

4）連接真空泵與真空罐開始抽真空。

5）打開真空罐與電容錐備用油箱閥門（進(jìn)出兩個(gè)），對電容錐備用油箱及至上終端底部出油口管路抽真空（底部取樣口處閥門必須關(guān)閉）。

6）打開真空罐與頂部取樣口閥門，對真空罐至頂部取樣口管路抽真空（頂部取樣口處閥門必須關(guān)閉）。

7）真空罐接上真空計(jì)，抽真空至真空度小于10Pa。

8）檢查電容錐備用油箱進(jìn)出口閥都在頂部（翻滾電容錐備用油箱實(shí)現(xiàn)），同時(shí)墊高出口側(cè)與真空罐連接側(cè)。

9）確認(rèn)真空度合格后，關(guān)閉與電纜下終端相連的檢修油罐出口閥。

10）打開上終端底部出油閥對上終端底部進(jìn)行抽真空排油。

11）上一步操作約10min后，打開上終端頂部取樣口處閥后，從上終端頂部對上終端進(jìn)行抽真空。（該管路不再出油則上終端頂部已形成真空）

12）繼續(xù)上終端底部排油，約15min后，認(rèn)為上終端電容錐已排油差不多完全，可以進(jìn)行電纜換油工作。

13）將3個(gè)電纜下終端相連的備用壓力油罐補(bǔ)入取樣合格過濾后的新油，大于0.15MPa小于0.25MPa即具備補(bǔ)油條件。

14）停止對檢修壓力油罐補(bǔ)油，打開檢修油罐至電纜下終端閥門，開始對電纜進(jìn)行補(bǔ)油，至檢修油罐壓力不小于0.06MPa，一般0.08MPa時(shí)停止補(bǔ)油。

15）檢修油罐壓力至0.08MPa后關(guān)閉出口閥，重新注油入檢修油罐壓力應(yīng)不大于0.25MPa。

16）檢修油罐注好油后重新打開出口閥，對電纜進(jìn)行補(bǔ)油。

17）當(dāng)收集排油的電容錐備用油箱滿后（與真空罐相連的管路抽出油時(shí)），關(guān)閉上終端頂部取樣口閥門及底部出油口閥門及檢修油罐出口閥門。

18）關(guān)閉真空泵出口閥，關(guān)閉真空罐與上終端頂部取樣口連接閥門，關(guān)閉真空罐與電容錐備用油箱閥門，打開真空罐與大氣連接閥，破壞真空罐真空。

19）關(guān)閉電容錐備用油箱進(jìn)出口閥門，并拆除兩側(cè)連接管。

20）將電容錐備用油箱用天車吊起，進(jìn)口側(cè)朝上，并打開閥門破壞真空。出口側(cè)朝下，接上排油管后，打開出口側(cè)閥門，進(jìn)行電容錐備用油箱排油。重復(fù)以上步驟，進(jìn)行電纜換油。

21）當(dāng)日停止對電纜換油時(shí)，必須對上終端電容錐重新注滿油。

22）檢修油罐對電纜補(bǔ)油關(guān)閉上終端底部出油閥。只保留上終端頂部取樣口閥門打開并繼續(xù)抽真空。

23）檢修油罐對電纜補(bǔ)油，當(dāng)壓力至0.08MPa時(shí)停止補(bǔ)油。關(guān)閉檢修油罐出口閥，至檢修油罐重新注好油，再繼續(xù)補(bǔ)油。

24）至真空罐與上終端頂部取樣口連接管，抽真空能抽出大量油時(shí)，則上終端已重新注滿油。

25）關(guān)閉上終端頂部取樣口閥門，檢查上終端底部出油閥已關(guān)閉。

26）打開檢修油罐出口閥，讓檢修油罐與下終端相連，使電纜保持帶壓。

（3）電纜沖洗5桶油后取上終端油樣化驗(yàn)，確認(rèn)上終端電纜油合格可進(jìn)行上終端電容錐更換工作。

（4）完成B相電纜上終端電容錐更換，將過濾后且油樣化驗(yàn)合格的油對安裝好的新的電容錐進(jìn)行沖洗。B相電纜上終端套管安裝完成后開始電纜上終端抽真空。電纜上終端抽真空抽12h，至0.00266MPa后完成真空泄漏試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果真空度要求小于0.038MPa，否則進(jìn)行查漏處理。

（5）電纜完成抽真空后，進(jìn)行電纜上終端檢修后油處理工作，如上操作排完上終端油后，再?zèng)_洗2真空罐電纜油。最后重新補(bǔ)滿上終端電纜油，之后開始靜置24h。

（6）電纜本體、終端油處理期間完成5個(gè)壓力油罐的拆除、油處理，油樣化驗(yàn)、氣體殘壓RGP試驗(yàn)均合格后進(jìn)行安裝。

（7）最后沖洗及安裝B相上終端至B相壓力油罐油管。先在B相上終端側(cè)接入真空罐進(jìn)行抽真空抽走管路殘留電纜油，然后B相壓力油罐側(cè)油管連接2號(hào)檢修油罐，在B相上終端側(cè)接入真空罐進(jìn)行抽真空清洗該段管路（1真空罐油），關(guān)閉真空罐側(cè)閥門使管路充滿電纜油，最后調(diào)節(jié)2號(hào)檢修油罐出口閥讓B相上終端管路保持冒出少量油后進(jìn)行與電纜上終端底部出油頂針閥對接。同理完成B相壓力油罐側(cè)油管和B相5個(gè)壓力油罐間管路連接。必須嚴(yán)格執(zhí)行以下操作，油罐間管路連接時(shí)防止空氣進(jìn)入管路，保持冒出少量油后進(jìn)行對接。

（8）靜置24h后取B相上終端、下終端、上底部油樣試驗(yàn)。

（9）最后上終端進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，上下終端耐壓試驗(yàn)后油化驗(yàn)和RGP試驗(yàn)。

（10）電纜油處理時(shí)收集到的由本體排出的電纜油進(jìn)行過濾處理并且化驗(yàn)合格后可繼續(xù)使用。

3 電纜濾油處理注意事項(xiàng)

（1）所有濾油設(shè)備：濾油機(jī)、管路、閥門、過濾器、檢修銅管等必須進(jìn)行清洗，并取油樣試驗(yàn)合格后方可使用，防止二次污染導(dǎo)致電纜故障擴(kuò)大。

（2）管路連接尤其是檢修銅管與電纜下終端連接時(shí)必須由專業(yè)技術(shù)員完成，因?yàn)殡娎|下終端為2MPa高油壓，操作不慎可能導(dǎo)致電纜下終端底部頂針閥故障，造成電纜下終端漏油故障。

（3）設(shè)備充油管路對接時(shí)為了防止空氣進(jìn)入管路，必須保持冒出少量油后進(jìn)行對接。

（4）過濾后的新油必須取油樣試驗(yàn)合格后方可注入電纜本體，防止二次污染導(dǎo)致電纜故障擴(kuò)大。

（5）電纜本體終端油處理、抽真空必須由專業(yè)技術(shù)員進(jìn)行操作，防止操作失誤導(dǎo)致空氣及雜質(zhì)進(jìn)入電纜本體擴(kuò)大電纜故障。

（6）抽真空必須保證電源的可靠性，要求電源是相互獨(dú)立的雙電源配置，在工作過程中安排專人值守，當(dāng)電源出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)進(jìn)行切換。

4 電纜后續(xù)跟蹤及分析總結(jié)

2009年5月11日到5月27日完成1號(hào)電纜B相上終端電容錐更換工作，期間油務(wù)方面完成主要工作為：1）檢修過程中所有油化驗(yàn)工作；2）B相電纜油處理工作；3）B相5個(gè)壓力油罐油處理工作；4）更換電容錐后，新油沖洗電容錐等工作。所有油化驗(yàn)試驗(yàn)合格后于2009年5月31日1號(hào)電纜投運(yùn)。投運(yùn)一個(gè)月后（2009年6月27日）對1號(hào)電纜進(jìn)行油化試驗(yàn)，結(jié)果正常，我廠及中試所均未檢測有乙炔。投運(yùn)第3個(gè)月后（2009年8月16日）對1號(hào)電纜進(jìn)行油化試驗(yàn)，我廠檢測到B相上終端乙炔含量為0.13μL/L，中試所復(fù)測檢測到B相上終端乙炔含量為0.12μL/L。

通過與中試所共同探討分析，認(rèn)為500kV1號(hào)電纜B相上終端目前未發(fā)生局放故障，1號(hào)電纜B相上終端含有痕量乙炔（且遠(yuǎn)小于1μL/L）不影響電纜正常運(yùn)行，痕量乙炔出現(xiàn)原因可能為電纜本體內(nèi)舊油含有乙炔，電纜長時(shí)間運(yùn)行后慢慢釋放出來。并決定每2個(gè)月對500kV1號(hào)電纜B相進(jìn)行取油樣色譜分析，跟進(jìn)乙炔含量變化情況。

TM247+.3

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1672-5387（2010）02-0021-03

2010-01-25

李勇琦（1979－），男，工程師，從事電氣檢修及化學(xué)技術(shù)監(jiān)督工作。