Anledningar till jordning av kabelledningar och principer för händelsehantering

Vår 220 kV understation ligger långt från det urbana centrumet i en avlägsen plats, omgiven främst av industriområden som Lanshan, Hebin och Tasha-industriparker. De stora högbelastade konsumenterna i dessa zoner - inklusive siliciumkarbid, ferrolegning och kalciumkarbidfabriker - utgör ungefär 83,87 % av vår byrås totala belastning. Understationen fungerar vid spänningsnivåer på 220 kV, 110 kV och 35 kV.

Den lågspännings-sidan på 35 kV levererar huvudsakligen matningsledningar till ferrolegnings- och siliciumkarbidfabriker. Dessa energikrävande fabriker är byggda nära understationen, vilket resulterar i tunga belastningar, korta matningsledningar och allvarlig förorening. Dessa matningsledningar är huvudsakligen anslutna via kablar, med en gemensam kabelgröpt. Det innebär att eventuella ledningsfel utgör betydande risker för understationen. I denna artikel analyseras orsakerna till 35 kV ledningsfel och diskuteras motsvarande motåtgärder. I februari 2010 upplevde en 220 kV understation under vår byrå ofta jordningsfel på 35 kV II bus och 35 kV III bus, som detaljerats i tabell 1.

1 Analys av orsaker till jordningsfel i kabellinjer
Enligt vår byrås statistik över kabelfall 2010 var de huvudsakliga orsakerna till kabellinjefel följande:

• Temperaturpåverkan: Vid anläggningar som Sanyou Chemical, ledde höga temperaturer i ugnstransformatorer och kabelslutstycken till isoleringsbrott. Detta inträffade i ungefär 18 fall, vilket krävde tillverkning av 15 kabelslutstycken.

• Hög kabeltätthet i kabelgröpt: Vid Rongsheng Yinbei Ferroalloy Plant, föll manlöss ner och skadade kablar i gröpten, vilket ledde till kortslut och brand som påverkade andra anläggnaders kablar. Totalt 51 kabelslutstycken tillverkades.

• Allvarlig överbelastning av kunder: Fabriker som Huanghe Ferroalloy, Pengsheng Metallurgy, Lingyun Chemical och Rongsheng Yinbei Ferroalloy opererade kablar under långvarig överbelastning, vilket accelererade kabelåldrande och ökade temperaturen. Speciellt under het sommar, ledde termisk stress till isoleringsbrott i kablar och slutstycken, vilket krävde ungefär 50 kabelslutstycken.

• Mekaniska skador: Grävare under konstruktion och jordarbete klippte kablar, vilket ledde till bristningar och isoleringsskador. Totalt 25 kabelslutstycken och splicing utfördes.

• Kvalitetsproblem med kablar: Defekter som bubbler i isolering eller trasiga sköldar under tillverkning ledde till 9 olyckor, vilket krävde 9 kabelslutstycken och splicing.

• Skador vid kableggning: Överdriven dragkraft på grund av långa kabellängder ledde till skrapning av skarpa föremål, vilket resulterade i 13 kabelskadefall.

• Dålig arbetsgörelse vid kabelslutstycken: Otillräcklig teknisk kompetens och felaktiga procedurer under installation ledde till fuktintrång i kabelisolering. Totalt 16 kabelslutstycken och splicing utfördes.

• Ytavlossning på kabelslutstycken: Allvarlig förorening från energikrävande anläggningar ledde till att föroreningar samlades på kabelekipage. Smutsiga kabelslutytan, kombinerat med regn eller fuktigt väder, ledde till ytavlossning, skadade isolering och ledde till brott. I sådana fall ersattes 13 kabelslutstycken.

2 Principer för hantering av kabeljordningsfel
Standardprocedurer finns för hantering av 35 kV kabeljordningsfel. Men i vår byrå, serverar dessa spänningsnivålinjer huvudsakligen energikrävande kunder med stora individuella kapaciteter (minst 12 500 kVA), direkt tillförsel, tung belastning och höga strömmar. 

Plötslig belastningsavkoppling orsakar betydande nätstörningar. Dessutom är kabeljordningsfel svåra att lokalisera, och långvarig felvaraktighet ökar riskerna. Om inte åtgärdas snabbt, kan sådana fel hota nätets säkerhet, vilket ställer högre krav på dispatcher. Vissa 35 kV-kunder är kolgruver eller kemiska anläggningar - klassificerade som kritiska användare. Strömavbrott för dessa användare kan leda till dödsfall, brand eller explosion. Därför indelas kunderna i generella eller kritiska, med följande hanteringsprinciper:

• För generella kunder (huvudsakligen siliciumkarbid- och ferrolegningsfabriker), kontakta kunden omedelbart när en defekt linje identifieras, koppla av belastningen och avkoppla den defekta linjen snabbt. För osamarbetande kunder, genomför belastningsavkoppling med varningsåtgärder.

• För kritiska kunder som kolgruver och kemiska anläggningar, instruera dem att överföra belastningen till reservkällor. Om ingen reserv finns, förbered strömavbrott innan den defekta linjen tas ur drift.

• Med tanke på smältugns starka överbelastningsförmåga, för understationer och linjer som opererar under långvarig tung belastning, om strömmen överskrider 90 % av strömtransformatorns mätvärde, förstärk övervakningen, meddela kunderna att minska belastningen och implementera en tre-stegsprocess: notering → varning → tvingad belastningsavkoppling, för att säkerställa utrustningssäkerhet.

• För kunder med frekventa kabelfel, kräv förstärkt linjeinspektion och regelbunden underhåll under planerade strömavbrott, utfört av kvalificerade professionella entreprenörer för att säkerställa tillförlitlig drift.

• Strikt kvalitetskontroll från källan: För dedikerade linjekunder, kräv att alla relevanta dokument lämnas in till dispatchcentret och att en "Dispatch Agreement" undertecknas innan driftsättning. Kunder utan en undertecknad överenskommelse eller med otillräckliga/inkompletta dokument ska inte kopplas till nätet.

• För kabelgröptar med överdriven och täthet på kablar, rekommenderas att begränsa antalet kablar för att förhindra felpropagering och minimera incidentens eskalering.

3 Slutsats
Säker nätoperation kräver inte bara noggrann dispatching och engagemang, utan också behärska rättsliga verktyg för att skydda både personal och utrustning. Särskilt när det gäller kraftkunder, måste "Dispatch Agreement" fullt utnyttjas för att reglera kundbeteende, säkerställa korrekt drift och förhindra tvister. Det är viktigt att förstå kundlinjes karaktäristika, belastningsprofiler, kapaciteter och användningsmönster i dagliga operationer, vilket möjliggör snabb, korrekt och beslutsam felförhållning, och säkerställer det trygga och stabila drift av kraftnätet.