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供配电系统底压母线的联系电缆线的短路故障常见故障的剖析与解决计划方案

2020.08.21

1基本情况

1.1供配电系统概述

某公司的供配电系统电源电压为10kV,有4台1600kVA的主变,一切正常用电量约为6005kW,较大 负载达到8005kW;有备用柴油机柴油发电机6套,总年发电量为12555kW,6套柴油发电机所有串联到220V母线上,再用48根单心电缆线根据4个联络开关与供配电系统底压母线联接,如图所示1所显示,每一个联络开关的每一相母线联接4根300mm2的单心电缆线,备用柴油发电机到供配电系统底压母线间的联系电缆线平均长度约五十米,电缆线选用钢桥架铺设,电缆线在电缆桥架中的以没有规律性任意的方法布局.

1.2联系电缆线短路故障事故调查

备用发电机组到供配电系统底压母线中间的联系电缆线路线工程项目是在短路故障an quan事故产生的三个半月前安裝进行的,在工程竣工验收查验时,对电缆终端头.电缆线正中间的铺设品质等新项目开展了查验,电缆终端头与接地铜排联接的安裝加工工艺.连接头触碰总面积等都合乎设计方案规定,电缆桥架正中间的电缆线无急转弯.被挤压成型等缺点,对各电缆线的绝缘层开展检验,結果各类指标值均一切正常.然后起动备用柴油发电机并按厂区百分之30负载开展带负荷试运转,時间维持10min上下,未发觉一切出现异常.自此将备用柴油发电机及联电缆线络路线处在全自动预留情况.

供配电系统底压母线的联系电缆线的短路故障常见故障的剖析与解决计划方案

案发当日下午,备用柴油发电机起动并初次具体并网发电,到黄昏依据供电系统单位的调峰规定,摘除电压后由备用柴油发电机带厂区的负载运作,4个联络开关以及所联接的48根电缆线所有资金投入运作.大概运作了20min,配电设备工作人员曾查验各联络开关.电缆终端头等均未出现异常,用红外线测温仪准确测量电缆线溫度即发觉一部分电缆线外表温度达到95°,大概过去了10min,在桥架正中间处发生了发生爆炸.当场勘测发觉只有1处发生爆炸事故,现有8根电缆线被烧坏,核查后发觉A相烧坏3根,B相烧坏2根,C相烧坏3根.经审查,案发时供配电系统(底压侧)的总负载电流量约为11kA,电缆线均值电流强度为2.2A/mm2,归属于贴近经济发展电流强度值,假如各电缆线中的电流量遍布匀称,电缆线表层的溫度应当低于90℃,不会会产生短路故障爆炸事件,到底是什么原因引起了电缆线短路故障爆炸事件.

2事故剖析

在对联系电缆线短路故障爆炸事件开展调研分析后觉得,引起an quan事故的根本原因关键有下列三个层面:

(1)受趋肤效应危害造成 一部分电缆线负载.电缆桥架室内空间的窄小提升了电缆线标准铺设的难度系数.底压联系电缆线路线的电流量非常大,选用了复根单心电缆线串联的敷设方式,当积分电路的复根电缆线互相挨近时能够 把他们看变成一整支横截面非常大的电导体(如图2所显示,其是每相12根单心电缆线串联集中化铺设的实例).

供配电系统底压母线的联系电缆线的短路故障常见故障的剖析与解决计划方案

下边以图2的经典案例趋肤效应对多条串联分相集中化铺设电缆线路线的危害.

趋肤效应的本质是衰减系数无线电波指导身体散播电磁场扩散系数ψ造成的效用,定量分析叙述一般引入集肤深层的定义,用d意味着从电导体表层起算的深层,则电流强度j随深层d的提升而按指数函数衰减系数,即:

式中:j0意味着电导体表层的电流强度;ds是一个具备长短量纲的量,是电流强度j降低到j0的1e=百分之37时的深层,称集肤深层.

从上式表达式能够 看得出:图2中处在表层遍布圆Φ3上的1,4,9,12百分号电缆线的电流强度较大 ,次之是处在遍布圆Φ2上的2,3,5,8,10,11百分号电缆线的电流强度中等水平,处在遍布圆Φ1上的6,7百分号电缆线的电流强度很少.

假如大电流量电缆线路线依照类似图2的方法铺设,在其中的1,4,9,12号电缆线非常容易产生负载,乃至导致超温和短路故障等an quan事故的产生.该公司的联系电缆线路线中,电缆桥架中的48根300mm2的单心电缆线各自经4个联络开关后与供配电系统底压母线联接,一般状况下每一个联络开关每相的4根串联电缆线在铺设时是集中化在一起的,归属于如图2所显示的同相复根串联集中化铺设的方法,因为桥架电缆铺设时沒有非常的规定,因而,电缆桥架中的电缆线遍布会出現某些或部分交叉式等状况,当某一交叉式位置另外出現各看中电流强度较大 或是较为大的复根电缆线集聚时,在供配电系统超负荷运作的状况下,非常容易另外产生超温而使电缆线绝缘层溶化无效,引起异两色短路故障和电缆线爆炸事件.

(2)电缆桥架钢预制构件使电缆线特性阻抗转变造成电缆线电流量分派不匀.该联系电缆线路线选用电缆桥架铺设,电缆桥架应用厚钢板和角铁生产制造,归属于导磁率很高的原材料,因为电缆线的感抗X与输电线周边物质的导磁率μ正相关(即X∝L∝μ),铺设在电缆桥架中的单心电缆线与电缆桥架的特性阻抗会比空架铺设时扩大,因为电缆桥架中电缆线与电缆桥架体的间距不尽相同,会造成 各电缆线的特性阻抗提升有差别,另外电缆桥架自身构造也是有差别也会造成 各电缆线的特性阻抗提升有差别(如侧边为厚钢板,两者之间紧贴的电缆线的特性阻抗会显著扩大).因为各电缆线的特性阻抗有差别,也在一定水平上危害负载电流量在各电缆线中的平衡分派,也可导致电缆线的轮重.一部分超温和短路故障.

(3)铺设间距过小危害排热实际效果.电缆桥架室内空间窄小,使电缆线的铺设间距受到限制,乃至出現部分沉积的状况,危害电缆线的排热实际效果,在复根负载电缆线集聚的位置可造成迅速提温,造成 短路故障an quan事故的产生.

从之上剖析得知,该公司供配电系统的联系电缆线选用复根电缆线串联方法在电缆桥架中铺设,趋肤效应是导致电缆线轮重.一部分超温的关键缘故,钢质电缆桥架铺设使各电缆线特性阻抗出現差异转变也是导致电缆线轮重.一部分电缆线超温的缘故,再加电缆线在电缆桥架中铺设间隔过小和部分沉积等状况危害排热,进而引起联系电缆线短路故障an quan事故的产生.

3联系电缆线路线铺设的整改措施

依据an quan事故剖析的結果,关键采用下列对策对原来联系电缆敷设开展改善:

(1)选用三相单心电缆线品字串联排序铺设的方式来缓解趋肤效应的危害.依据三相交流电路的特点得知,当三相负载ZA,ZB,ZC对称性时(即ZA=ZB=ZC)时,有:

iA+iB+iC=0

而该公司供配电系统的三相负载是基础对称性的,当三相负载电流量另外根据每三根一组的单心电缆线时,每一组电缆线中的三相(瞬间)负载电流量的和基础为零,各电缆线心的瞬时电流方位不尽相同,并维持正.反向的电流量互相相抵,防止趋肤效应的产生,能使负载电流量可以全自动.较为平衡地分派到各串联铺设电缆线的中.

(2)提升电缆桥架中电缆敷设的间隔,改进排热标准.

(3)提升电缆桥架的自然通风标准,提升排热工作能力.

联系电缆敷设整改措施的具体做法为:从供配电系统两边母线起,将每三根(A.B.C相各一根)电缆线构成一组用扎带捆扎呈品字样子后放置电缆桥架内,数字能量数组并排铺设,电缆线在电缆桥架中的布局如图所示3所显示.

供配电系统底压母线的联系电缆线的短路故障常见故障的剖析与解决计划方案

电缆桥架中的48根电缆线共有16组再次开展了标准的铺设,每2组中间留出10~30mm自然通风排热空隙.在电缆线与两边母线的相接处,选用了如图16所显示的接口方式,尽量防止2组中间同一相电缆线的互相平行面挨近,进一步减少趋肤效应的危害.

供配电系统底压母线的联系电缆线的短路故障常见故障的剖析与解决计划方案

4结束语

该公司的联系电缆线路线历经所述更新改造后,迄今早已运作三年多,例行检查各连接头及各电缆线表层情况一直优良,超负荷运作时各电缆线说明溫度均在40℃上下.事实上了文中的剖析結果.

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