Oorzaken van aarding van kabellijnen en de principes van incidentafhandeling

Onze 220 kV onderstation bevindt zich ver van het stadscentrum in een afgelegen gebied, omringd voornamelijk door industriële zones zoals de Lanshan, Hebin en Tasha Industrieparken. Grote zware belastingverbruikers in deze zones - waaronder siliconcarbide-, ferrolegiering- en calciumcarbidefabrieken - maken ongeveer 83,87% uit van de totale belasting van ons bureau. Het onderstation werkt op spanningniveaus van 220 kV, 110 kV en 35 kV.

De lage spanningssijde van 35 kV voorziet voornamelijk in voeders voor ferrolegiering- en siliconcarbidefabrieken. Deze energie-intensieve fabrieken zijn dicht bij het onderstation gebouwd, wat leidt tot zware belastingen, korte voederlijnen en ernstige vervuiling. Deze voeders zijn voornamelijk verbonden via kabels, die een gemeenschappelijke kabelgoot delen. Daarom vormt elke lijnfout een aanzienlijk risico voor het onderstation. Dit artikel analyseert de oorzaken van 35 kV lijnfouten en bespreekt de bijbehorende tegenmaatregelen. In februari 2010 kwamen er vaak aardingfouten voor op de 35 kV II bus en 35 kV III bus in een 220 kV onderstation van ons bureau, zoals gedetailleerd in Tabel 1.

1 Analyse van de oorzaken van aarding in kabellijnen
Volgens onze statistieken over kabelincidenten in 2010 waren de belangrijkste oorzaken van kabellijnfouten als volgt:

• Temperatuur effecten: Bij installaties zoals Sanyou Chemical leidden hoge temperaturen in oventransformatoren en kabeleindafsluitingen tot isolatiebreuk. Dit gebeurde in ongeveer 18 incidenten, waarbij 15 kabeleindafsluitingen moesten worden vervaardigd.

• Hoge kabeldichtheid in kabelgoten: Bij de Rongsheng Yinbei Ferrolegieringsfabriek vielen rioolplaten en beschadigden kabels in de goot, wat kortsluitingen en branden veroorzaakte die andere fabrieks kabels beïnvloedden. In totaal werden 51 kabelverbindingen gemaakt.

• Ernstige klantoverbelasting: Fabrieken zoals Huanghe Ferrolegiering, Pengsheng Metallurgie, Lingyun Chemical en Rongsheng Yinbei Ferrolegiering werkten kabels onder langdurige overbelasting, wat de ouderdom van de kabels versnelde en de temperaturen verhoogde. Vooral tijdens warme zomers veroorzaakte thermische stress isolatiebreuk in kabels en eindafsluitingen, wat ongeveer 50 kabeleindafsluitingen vereiste.

• Mechanische schade: Graafmachines tijdens constructiewerkzaamheden doorsneden kabels, wat breuken en isolatieschade veroorzaakte. In totaal werden 25 kabeleindafsluitingen en -verbindingen gemaakt.

• Kabelkwaliteitsproblemen: Gebreken zoals luchtbelletjes in de isolatie of gebroken schilden tijdens de productie leidden tot 9 ongelukken, waarbij 9 kabeleindafsluitingen en -verbindingen nodig waren.

• Schade tijdens het leggen van kabels: Te grote trekspanning bij lange kabellopen veroorzaakte schuren door scherpe objecten, wat 13 kabelschadeincidenten tot gevolg had.

• Slechte kabeleindafwerking: Onvoldoende technische expertise en onjuiste procedures tijdens de installatie leidden tot vochtinbreng in de kabelisolatie. In totaal werden 16 kabelverbindingen en -eindafsluitingen vervaardigd.

• Oppervlakteontlading op kabeleindafsluitingen: Ernstige vervuiling van hoge energieverbruiksfabrieken leidde tot neerslag van vervuilende stoffen op kabeleinrichtingen. Vuile kabeleindafsluitingen, in combinatie met regen of vochtig weer, veroorzaakten oppervlakteflitsen, wat de isolatie beschadigde en tot breuken leidde. In dergelijke gevallen werden 13 kabeleindafsluitingen vervangen.

2 Principe voor het afhandelen van kabelaardingfouten
Er bestaan standaardprocedures voor het afhandelen van 35 kV kabelaardingfouten. Echter, in ons bureau dienen deze spanningniveau-lijnen voornamelijk hoge energieverbruikers met grote individuele capaciteiten (minimaal 12.500 kVA), directe voeding, zware belasting en hoge stroom.

Plotselinge belastingsvermindering veroorzaakt significante storingen in het netwerk. Bovendien zijn kabelaardingfouten moeilijk te lokaliseren en vergroot een langdurige foutduur de risico's. Als dit niet snel wordt aangepakt, kunnen dergelijke fouten de veiligheid van het netwerk in gevaar brengen, wat hogere eisen stelt aan de dispatchers. Sommige 35 kV klanten zijn mijnen of chemische fabrieken - geclassificeerd als kritieke gebruikers. Stroomonderbrekingen voor deze gebruikers kunnen leiden tot slachtoffers, branden of explosies. Daarom worden klanten ingedeeld als algemeen of kritiek, met de volgende afhandelingsprincipes:

• Voor algemene klanten (voornamelijk siliconcarbide- en ferrolegieringsfabrieken) moet bij identificatie van een defecte lijn onmiddellijk contact worden opgenomen met de klant om de belasting te ontkoppelen en de defecte lijn snel uit te schakelen. Voor niet-samenwerkende klanten wordt belastingsvermindering met waarschuwingen afgedwongen.

• Voor kritieke klanten zoals mijnen en chemische fabrieken moeten zij worden geïnstrueerd om de belasting over te hevelen naar back-up energiebronnen. Als er geen back-up bestaat, moet voorbereiding worden getroffen voor een stroomonderbreking voordat de defecte lijn uit dienst wordt genomen.

• Gezien de sterke overbelastingscapaciteit van smeltovens, voor onderstations en lijnen die langdurig zwaar belast opereren, als de stroom 90% van de stroomtransformatorcapaciteit overschrijdt, moet het toezicht worden versterkt, klanten gewaarschuwd worden om de belasting te verminderen en een drie-stappenproces toegepast worden: notificatie → waarschuwing → gedwongen belastingsvermindering, om de veiligheid van de apparatuur te garanderen.

• Voor klanten met frequente kabelfouten, wordt vereist dat de lijninspecties worden versterkt en regelmatig onderhoud wordt uitgevoerd tijdens geplande stroomonderbrekingen, uitgevoerd door gekwalificeerde professionele aannemers om betrouwbare bedrijfsvoering te waarborgen.

• Strikte kwaliteitscontrole van de bron: Voor klanten met eigen lijnen, wordt vereist dat alle relevante documentatie wordt ingediend bij het dispatchcentrum en een "Dispatch Agreement" wordt ondertekend voordat de installatie in gebruik wordt genomen. Klanten zonder een ondertekend akkoord of met onvolledige/ontoereikende documentatie mogen niet worden aangesloten op het netwerk.

• Voor kabelgoten met excessieve en dichte kabellegging, wordt aanbevolen het aantal kabels te beperken om foutverspreiding te voorkomen en incidentvergroting te minimaliseren.

3 Conclusie
Voor veilige netwerkbedrijfsvoering is niet alleen zorgvuldige dispatching en toewijding nodig, maar ook de bekwaamheid om juridische middelen te gebruiken om zowel personeel als apparatuur te beschermen. Vooral bij het omgaan met elektriciteitsklanten moet het "Dispatch Agreement" volledig worden benut om het gedrag van klanten te reguleren, juiste bedrijfsvoering te waarborgen en geschillen te voorkomen. Het is essentieel om de karakteristieken van de klantlijnen, belastingsprofielen, capaciteiten en gebruikspatronen in de dagelijkse bedrijfsvoering te begrijpen, om snelle, nauwkeurige en doortastende foutreacties mogelijk te maken en de veilige en stabiele bedrijfsvoering van het elektriciteitsnetwerk te waarborgen.