一起旋挖機沖樁導(dǎo)致的110 kV高壓電纜外力破壞分析

孫廣通

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局，廣州 510620)

0 引 言

在沿高壓電纜管廊分布的各類固定工地中，在地面進(jìn)行開挖、鉆地、沖樁等明掘動土作業(yè)，在地下進(jìn)行遁構(gòu)、頂管等暗挖動土作業(yè)，均成為破壞在運高壓電纜的主要外力破壞危險源。通過設(shè)置物防裝置和安全標(biāo)識，可預(yù)防對應(yīng)埋地電纜外力破壞事件[1-2]。

以110 kV某高壓電纜線路受外力破壞(旋挖機沖樁)為例，查找故障原因，總結(jié)所暴露的問題，并提出相應(yīng)的整改措施，從而汲取事件教訓(xùn)，改進(jìn)高壓電纜線路的電力設(shè)施保護(hù)工作。

1 故障概況

2020年5月2日16∶35∶33，110 kV某輸電線路(混合線路)相間距離I段、零序I段保護(hù)動作，三相開關(guān)跳閘，重合不成功，A相故障，一次故障電流12.97 kA，線路負(fù)荷側(cè)變電站10 kV自投成功，保護(hù)測距1.6 km，現(xiàn)場天氣晴好。

經(jīng)排查，疑似故障點位于輸電線路穿越的某地下軌道交通固定工地內(nèi)，故障原因初步判定為旋挖機沖樁時，直接打穿電纜引發(fā)線路短路。現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)人員傷亡，未造成電網(wǎng)大面積停電和用戶電力供應(yīng)中斷。

2 故障分析

2.1 故障查找

由于疑似故障電纜段為跨越周邊路口的深頂管段，電纜本體地面管廊位置不能明晰確定，地面位置標(biāo)樁和安全標(biāo)識牌未設(shè)置，管線埋深預(yù)估6～8 m。當(dāng)樁機鉆頭起鉆后，鉆洞因被泥水填充無法看清內(nèi)部情況，故障點臨近附近公路等重要交通干線和建筑物，不具備大面積土方開挖查找故障點的現(xiàn)實條件和經(jīng)濟成本。因此，準(zhǔn)確查找和確定故障點成為設(shè)備搶修和隱患整改的著手點，相關(guān)查找方法見表1。

表1 故障查巡和確定過程Table 1 Fault inspection and determination process

通過上述6步測巡方法和查巡步驟，確定引發(fā)此次電纜線路跳閘的原因為旋挖機在電纜地面正上方?jīng)_樁。受損電纜故障現(xiàn)場查找過程如圖1～4所示。

圖1 疑似故障點分布的固定工地Fig.1 The fixed construction site with suspected fault points

圖2 旋挖機鉆頭附著物Fig.2 Attachment of rotary excavator bit

圖3 受損電纜故障相位置還原Fig.3 Schematic diagram of restoration of damaged cable fault phase position

圖4 受損電纜故障相斷口處Fig.4 Damaged cable fault phase fracture

2.2 原因分析

2.2.1 電纜管線位置不清晰、地面標(biāo)識不確定，導(dǎo)致無法有效落實物防裝置和設(shè)置安全標(biāo)志

在此次事件中， 受損電纜通過深埋管施工， 在1998年投產(chǎn)運行，由于電纜埋地段穿越多處交通要道和地面建筑物，無法在地面通過設(shè)置電纜標(biāo)樁和安全標(biāo)識等有效手段確定電纜位置。在日常運維中，電力運維班站對管廊只能在地面大致位置進(jìn)行粗巡，無法實現(xiàn)精準(zhǔn)巡視和精確交底。在事故發(fā)生后，由于管線信息不清，對故障點的查找和測巡也耗費了大量的過程成本和時間成本。

此外，受損電纜在投產(chǎn)后的管線位置信息和陀螺儀坐標(biāo)未及時向政府管線管理機構(gòu)進(jìn)行備案，無法向周邊區(qū)域施工的責(zé)任方反饋電纜管線埋地具體信息。通過此次電纜實體暴露，確定電纜管廊埋深約6 m，超過電纜管線物探裝置約4 m的極限探測深度，施工單位無法通過有效物探進(jìn)行管線勘測。

因此，電力運維班站無法通過有效交底向施工責(zé)任方傳遞電力安全管廊安全信息，電纜管廊地面鋼板敷設(shè)、油漆劃線和文字標(biāo)識等有效物防裝置和安全標(biāo)志也無法有效落實，固定工地電力設(shè)施防范外力破壞體系處于缺位狀態(tài)，導(dǎo)致施工方只能通過試掘和試鉆等冒險作業(yè)推進(jìn)施工進(jìn)度。

2.2.2 電纜管線遷改與項目施工進(jìn)度對接不暢，導(dǎo)致安全管控措施落實不到位

經(jīng)了解，此次受損電纜地理分布位置處于固定工地施工紅線范圍以內(nèi)，根據(jù)政府有關(guān)職能部門統(tǒng)籌規(guī)劃擬進(jìn)行相關(guān)電纜管線遷改。從本質(zhì)安全角度出發(fā)，實施方案應(yīng)將施工紅線范圍以內(nèi)電力運行設(shè)備盡快遷移到施工紅線范圍以外，從源頭上化解電力設(shè)施外力破壞的風(fēng)險。

在事件發(fā)生時，電力管線遷改對接將近2年時間，因溝通等環(huán)節(jié)不暢導(dǎo)致進(jìn)度無實質(zhì)性進(jìn)展。同時，因電力管線信息不清楚導(dǎo)致無法實現(xiàn)遷改過渡期間的安全防范措施落實，施工方將防范重心移至電力設(shè)施運維單位，盡早完成管線遷改，導(dǎo)致固定工地冒險作業(yè)嚴(yán)重危及運行電纜本體安全。

因此，針對電纜管線分布位置和固定工地施工范圍相重疊的情形，雙方應(yīng)制定切實可行的施工對接方案[3]，確保實現(xiàn)電力設(shè)施運行和施工作業(yè)過程的雙安全目標(biāo)。

2.2.3 電纜管線前期遷改對接和后期運維交接效果不佳，導(dǎo)致電力設(shè)施外力破壞因素處于管控開環(huán)狀態(tài)

通過實施電纜管線遷改等直接性安全措施，落實物防裝置等間接性安全措施，設(shè)置安全標(biāo)志等提醒性安全措施，可以實現(xiàn)電力設(shè)施防范外力破壞體系建設(shè)。

此次事件中，電力設(shè)施運維單位和固定工地施工單位進(jìn)行了多輪遷改，前期無效對接和現(xiàn)場安全模糊交接，沒有落實上述實質(zhì)性措施將電力設(shè)施外力破壞因素進(jìn)行閉環(huán)有效管控，導(dǎo)致電力設(shè)施運行風(fēng)險和施工過程作業(yè)風(fēng)險發(fā)生事態(tài)發(fā)展軌跡交叉，最終形成電力設(shè)施外力破壞事件。

因此，實現(xiàn)電力設(shè)施防外力破壞的內(nèi)、外部危險有害因素的全過程管控，是電力設(shè)施保護(hù)和設(shè)備安全實現(xiàn)的有效手段。

3 整改措施

1)借助設(shè)備搶修時機完成電力管線遷改，實現(xiàn)電力設(shè)施保護(hù)本質(zhì)化安全。在此次事件當(dāng)中，受損電纜處不具備開挖條件。在設(shè)備搶修時，搶修人員將受損電纜段前、后處解口，在固定工地施工紅線范圍以外的備用電纜管廊重新敷設(shè)布線。將設(shè)備遷移出施工范圍，實現(xiàn)本質(zhì)化安全防護(hù)，從源頭上化解外力破壞風(fēng)險。

2)在新電纜管線管廊地面上方部署固定圍欄，防止鄰近大型機械和人員誤入違章作業(yè)。沿施工紅線附近布設(shè)的新電力管廊，須對管廊路面部分進(jìn)行充分圍蔽，防止大型機械和人員誤入管廊違章作業(yè)，在圍欄做好相應(yīng)的安全色和安全標(biāo)識[4]，補充好相關(guān)安全技術(shù)交底。

3)標(biāo)清新電纜管廊地面上方的安全標(biāo)志，為后續(xù)開展精細(xì)化運維創(chuàng)設(shè)先決條件。充分汲取本次事件的教訓(xùn)，按照有關(guān)規(guī)程規(guī)定要求標(biāo)清安全標(biāo)志，將電纜管線信息向政府有關(guān)管理部門進(jìn)行書面?zhèn)浒?，便于后續(xù)電力運維班站和鄰近施工責(zé)任隊伍的辨識和提醒。

4 教訓(xùn)啟示

1)電力管線信息在電力設(shè)施保護(hù)中作用凸現(xiàn)，應(yīng)逐步提升信息完整率和準(zhǔn)確度。對于電纜等埋地電力設(shè)施，除按照有關(guān)規(guī)程規(guī)定滿足安全運行技術(shù)要求以外，電力運維單位還應(yīng)做好管線地理分布位置、坐標(biāo)、走向、埋深等信息維護(hù)，及時將變動和更新信息向政府對口管理機構(gòu)進(jìn)行備案。通過各類地下管線集合管理和集中協(xié)調(diào)，解決管線管理中遇到的各種問題和糾紛。此外，除確保新、改和擴管線信息參數(shù)，電力運維單位還應(yīng)確保原存量地下電纜管線參數(shù)的補充，逐步提升管線信息完整率和準(zhǔn)確度。

2)做好電力管線遷改和項目施工進(jìn)度安全銜接，從源頭上實現(xiàn)電力設(shè)施保護(hù)本質(zhì)安全。對于固定工地施工過程中和建成后不滿足安全運行條件的電力管線，項目建設(shè)單位和電力運維單位應(yīng)積極推進(jìn)電力管線遷改，通過政策規(guī)定、技術(shù)規(guī)程、經(jīng)濟手段和項目組織等多維度推進(jìn)電力管線遷改進(jìn)度，確保滿足固定工地施工的安全需要。此外，項目施工單位應(yīng)在電力運維單位的提醒和協(xié)助下，組織落實好固定工地內(nèi)待遷改電力管線在運狀態(tài)的物防裝置落實和安全標(biāo)志設(shè)置，杜絕野蠻施工，避免對人身、設(shè)施和電網(wǎng)的安全威脅。

3)電力管廊地面位置標(biāo)樁和安全標(biāo)志至關(guān)重要，應(yīng)等同主設(shè)備同步維護(hù)、保養(yǎng)和更新。對于地下電力管廊中運行的電力設(shè)備，相對于地面設(shè)備分布具備隱蔽性等特點，電力管廊地面作用醒目的位置標(biāo)樁和安全標(biāo)志至關(guān)重要，不但可以指引電力運維班站開展精細(xì)化巡視和運維，也可以起到有效的安全警示作用。電力運維單位應(yīng)將位置標(biāo)樁和安全標(biāo)志納入設(shè)備主體，進(jìn)行后續(xù)同步維護(hù)、保養(yǎng)和更新[5]。

5 結(jié) 語

此次故障暴露出電纜設(shè)備在投入運行、日常運維和遷改對接等全生命周期環(huán)節(jié)全過程管控不到位的問題，為后續(xù)外力破壞發(fā)生帶來安全隱患。因此，需做好電纜管線信息和現(xiàn)場地面標(biāo)識等日常運維基礎(chǔ)管理工作，為防范外力破壞提供準(zhǔn)確指引和落實依據(jù)。

地下電纜線路本身具備一定隱蔽屬性，為開展相應(yīng)電力設(shè)施防范外力破壞工作帶來一定困難。電力運維單位應(yīng)充分做好電力管廊信息參數(shù)的維護(hù)、備案等工作，做好電力管廊地面標(biāo)樁和安全標(biāo)志的同期維保工作，確保電纜安全穩(wěn)定運行。