Causi di messa a terra delle linee cablate e principi di gestione degli incidenti

La nostra sottostazione a 220 kV si trova lontano dal centro urbano in una zona remota, circondata principalmente da zone industriali come i parchi industriali di Lanshan, Hebin e Tasha. I principali consumatori ad alto carico in queste zone, tra cui impianti di carburo di silicio, ferroleghe e carburo di calcio, rappresentano circa l'83,87% del carico totale del nostro ufficio. La sottostazione opera a livelli di tensione di 220 kV, 110 kV e 35 kV.

Il lato a bassa tensione di 35 kV fornisce principalmente alimentazioni a impianti di ferroleghe e carburo di silicio. Questi impianti ad alta intensità energetica sono costruiti vicino alla sottostazione, causando carichi pesanti, linee di distribuzione corte e inquinamento severo. Queste linee di distribuzione sono principalmente connesse tramite cavi, condividendo un canale comune per i cavi. Pertanto, qualsiasi guasto su una linea presenta rischi significativi per la sottostazione. Questo documento analizza le cause dei guasti sulle linee a 35 kV e discute le contromisure corrispondenti. Nel febbraio 2010, una sottostazione a 220 kV sotto il nostro ufficio ha frequentemente sperimentato guasti di messa a terra sulla barra II a 35 kV e sulla barra III a 35 kV, come dettagliato nella Tabella 1.

1 Analisi delle cause di messa a terra nelle linee di cavo
Secondo le statistiche del nostro ufficio del 2010 sugli incidenti ai cavi, le principali cause dei guasti sulle linee di cavo erano le seguenti:

• Effetti della temperatura: In impianti come Sanyou Chemical, temperature elevate nei trasformatori di forno e nelle terminazioni dei cavi hanno portato al collasso dell'isolamento. Questo è accaduto in circa 18 incidenti, richiedendo la fabbricazione di 15 terminazioni di cavo.

• Alta densità di cavi nei canali: Nell'impianto Rongsheng Yinbei Ferroalloy, i coperchi delle bocchette sono caduti danneggiando i cavi nel canale, causando cortocircuiti e incendi che hanno interessato i cavi di altri impianti. Sono state effettuate un totale di 51 giunzioni di cavo.

• Sovraccarico grave dei clienti: Impianti come Huanghe Ferroalloy, Pengsheng Metallurgy, Lingyun Chemical e Rongsheng Yinbei Ferroalloy hanno operato i cavi in condizioni di sovraccarico a lungo termine, accelerando l'invecchiamento dei cavi e aumentando le temperature. Specialmente durante le estati calde, lo stress termico ha causato il collasso dell'isolamento nei cavi e nelle terminazioni, richiedendo circa 50 terminazioni di cavo.

• Danni meccanici: Escavatori durante la costruzione e lavori di movimento terra hanno tagliato i cavi, causando fratture e danni all'isolamento. Sono state effettuate un totale di 25 terminazioni e giunzioni di cavo.

• Problemi di qualità del cavo: Difetti come bolle nell'isolamento o schermatura rotta durante la produzione hanno causato 9 incidenti, richiedendo 9 terminazioni e giunzioni di cavo.

• Danni durante la posa dei cavi: Tensioni di trazione eccessive dovute a lunghi tratti di cavo hanno causato graffi da oggetti affilati, risultando in 13 incidenti di danno ai cavi.

• Cattiva esecuzione delle terminazioni dei cavi: Insufficiente competenza tecnica e procedure inadeguate durante l'installazione hanno portato all'ingresso di umidità nell'isolamento dei cavi. Sono state effettuate un totale di 16 giunzioni e terminazioni di cavo.

• Scariche superficiali sulle terminazioni dei cavi: L'inquinamento pesante da parte di impianti ad alto consumo energetico ha portato al deposito di contaminanti sull'attrezzatura dei cavi. Superfici di terminazione sporche, unite a pioggia o tempo umido, hanno causato scariche superficiali, danneggiando l'isolamento e portando a guasti. In tali casi, 13 terminazioni di cavo sono state sostituite.

2 Principi per la gestione dei guasti di messa a terra sui cavi
Esistono procedure standard per la gestione dei guasti di messa a terra sui cavi a 35 kV. Tuttavia, nel nostro ufficio, queste linee a questo livello di tensione servono principalmente consumatori ad alto consumo energetico con capacità individuali elevate (minimo 12.500 kVA), carichi diretti, carichi pesanti e correnti elevate. 

La perdita improvvisa del carico causa disturbi significativi alla rete. Inoltre, i guasti di messa a terra sui cavi sono difficili da localizzare e la durata prolungata del guasto aumenta i rischi. Se non affrontati rapidamente, questi guasti possono mettere a repentaglio la sicurezza della rete, ponendo maggiore pressione sui dispacciatori. Alcuni clienti a 35 kV sono miniere di carbone o impianti chimici, classificati come utenti critici. Le interruzioni di energia per questi utenti possono portare a vittime, incendi o esplosioni. Pertanto, i clienti sono categorizzati come generali o critici, con i seguenti principi di gestione:

• Per i clienti generali (principalmente impianti di carburo di silicio e ferroleghe), una volta identificata la linea difettosa, contattare immediatamente il cliente per disconnettere il carico e deenergizzare rapidamente la linea difettosa. Per clienti non collaborativi, applicare misure di riduzione del carico con avvertimenti.

• Per i clienti critici come miniere di carbone e impianti chimici, istruirli a trasferire il carico su fonti di alimentazione di backup. Se non esiste un backup, prepararsi per l'interruzione prima di staccare la linea difettosa.

• Data la forte capacità di sovraccarico dei forni di fusione, per sottostazioni e linee che operano a lungo termine con carichi pesanti, se la corrente supera il 90% della valutazione del trasformatore di corrente, rafforzare il monitoraggio, notificare i clienti di ridurre il carico e implementare un processo in tre fasi: notifica → avvertimento → riduzione forzata del carico, per garantire la sicurezza dell'attrezzatura.

• Per i clienti con guasti frequenti ai cavi, richiedere ispezioni lineari rafforzate e manutenzione regolare durante le interruzioni programmate, eseguite da appaltatori professionali qualificati per garantire un funzionamento affidabile.

• Controllo rigoroso della qualità dalla fonte: Per i clienti con linee dedicate, richiedere la presentazione di tutta la documentazione pertinente al centro di dispacciamento e la firma di un "Accordo di Dispacciamento" prima della messa in servizio. I clienti senza un accordo firmato o con documentazione incompleta/non adeguata non devono essere collegati alla rete.

• Per i canali dei cavi con un numero eccessivo e denso di cavi, si consiglia di limitare il numero di cavi per prevenire la propagazione dei guasti e minimizzare l'escalation degli incidenti.

3 Conclusione
Un'operazione sicura della rete richiede non solo una pianificazione accurata e dedizione, ma anche l'uso competente di strumenti legali per proteggere sia il personale che l'attrezzatura. Specialmente quando si tratta di clienti elettrici, l'"Accordo di Dispacciamento" deve essere pienamente utilizzato per regolare il comportamento dei clienti, assicurare un funzionamento appropriato e prevenire dispute. È essenziale comprendere le caratteristiche delle linee dei clienti, i profili di carico, le capacità e i modelli di utilizzo nelle operazioni quotidiane, consentendo una risposta rapida, precisa e decisa ai guasti e garantendo l'operazione sicura e stabile della rete elettrica.