线缆运行模式转换试探讨

　　摘 要：针对国有钢铁企业高压线缆运行现状结合国内行业发展状况提出改变线缆运行模式由粗放向技术应用与整治结合的新思路。

　　一、前言

　　作为联系供电站所与用电单位的重要环节的线缆工作较早前仅仅作为供电系统的辅助环节，各项技术运用与自动化改造上往往没有较好的重视。但当电缆一旦出故障时，影响确被不断重提。因而在不断重提的过程中我们也不断在改变对于线缆工作认识。

　　二、目前运维模式下的作业情况

　　1.电缆供电模式和重要性

　　湘钢供电布局为一、三、四、五中央为受口变电站，负责从市电网中获得稳定电能供应。在其之下再通过各级变压器将市电的220KV、110KV高压电，降压为35KV、10KV厂用电分送的各二级单位。而作为联系各变电站与用户单位的通道只有电缆供电和架空线供电两种方式，其中电缆使用的最为广泛使用量也最大。粗略统计隧道长度达到16.6公里，覆盖整个湘钢生产区域。可以总结为电缆供电模式已经作为联系变电站与二级单位的主动脉存在，可以直接影响到生产的各个关键环节。

　　2.近年事故构成及其特点

　　据不完全统计自2007年至2012年底，共计发生电缆事故27起，不包含11年主动更换抢修中间头期间发现的多起中间头搭接工艺不规范问题。按时间计算07年5起，08年4起，09年2起，10年4起，11年5起，12年7起。按性质分类为外部破坏有4起，施工不规范包括附件工艺不过关有15起，电缆运行条件差6起，本体缺陷1起，人为失误1起;同时通过技术手段发现问题5起均是测温反应接头温度高，日常点检发现1起接头部位冒烟。

　　由以上数据可以反映出，电缆故障多发于施工质量不过关，其中包括初期的施工不规范生拉硬拽造成的电缆护套受损影响绝缘和电缆附件施工过程中工艺执行不规范造成附件内部爬电引发的慢性故障;其次是电缆运行条件差，例如电缆受力拉开内屏蔽造成屏蔽间放电引发故障，电缆附件运行环境长期积水;而本体缺陷只有因电缆服役超期老化发热1起;依靠在线测温发现问题有5起，而常规点检手段发现问题仅1起。

　　3.存在问题

　　电缆运行存在问题主要包含两个方面：一是基础设施积弱，后期治理工作量巨大;二是对于运行中的薄弱点采取的应对措施还不足，技术手段的应用需要提高。

　　基础设施的积弱情况不是近年集中造成的，而是公司一直以来的工程建设对于电缆运行必要条件认识不足，加之自身对于电缆管理的经验不足，造成现场大量存在电缆拥挤、交叉、受力、破皮和其他基础设施不完善的情况普遍存在，最终累积成变成目前现场问题。

　　通过对近年于电缆故障的分析，我们不难得出结论，电缆的技术型故障是占多数。这些故障都是逐步缓慢的侵蚀主绝缘后形成事故，而对于防范的措施，我们一直普遍采用的人工巡视和串联谐振试验均很难。需要增加屏蔽检查及其他试验作为以后电缆检测的主要手段。

　　三、新技术的应用的条件

　　1.行业对电缆工作模式的转变

　　同时行业内正在培养专业力量，实施从隧道的建设到运行的全过程监控，发展隧道内电缆集中监护系统，实施掌握温度、水位等运行情况是非常必要的。以管理电力设备的标准来监控和管理电缆隧道，实现电缆隧道的智能化，是保证电缆线路安全运行的前提和基础。

　　用状态监测逐渐取代预防性试验是发展的趋势，在线测量可以及时了解电缆线路的运行状态，以求维护的合理化。状态监测技术的关键是被测信息的采集和抗干扰，测量装置必须保证不影响电缆线路安全正常运行，同时还要保证人身安全。

　　周期巡视和计划检修从安全和经济技术角度来说有很大的局限性，无法保证电力电缆网的安全运行，更谈不上及时发现问题预防事故。

　　2.单芯电缆铜屏蔽检测

　　35KV高压电缆多为单芯电缆，单芯电缆在通电运行时线芯通过电流时就会有磁力线交链铝包或金属屏蔽层，使它的两端出现感应电压。感应电压的大小与电缆线路的长度和流过导体的电流成正比，电缆很长时，护套上的感应电压叠加起来可达到危及人身安全的程度，在线路发生短路故障、遭受操作过电压或雷电冲击时，屏蔽上会形成很高的感应电压，甚至可能击穿护套绝缘。如果出现电缆外护套破损也会形成屏蔽层的环电流，继而通过屏蔽层的发热加速老化电缆绝缘。

　　我厂已开始采用超高压电缆护套故障检测仪，对于敷设后各种电线电缆的外护套击穿及没有击穿但绝缘电阻值偏低的缺陷点的进行测量，包括填土及盖板过程中外力对外护套的损伤，检测显著效果。在故障定位时配合FCL-2012A超高压电缆护套故障定位装置，对35kV及以上各种单芯超高压电缆金属护套接地故障的快速准确定位，不受环境音频噪声干扰，更适合沟道、隧道、桥架、直埋各种电缆敷设状况检查。

　　3.红外测温应用

　　当带电电缆线路有了热故障，其特点是过热点为最高温度，形成一个特定的热场，并向外辐射能量。通过红外成像仪的光扫描系统，可以把这一热场直观的反映在荧光屏上。根据这个热像图，很容易找到热场中的最高温度点，这个最高温度点就是热故障点。

　　电缆线路热故障多种多样，但一般分为两类：接触热故障(如导体连接件接触不良，接地线连接不良，电流流过时发热)和绝缘材料固有缺陷以及变质老化。在红外成像监测技术应用也有其不足。除了适合用于所有绝缘电缆线路，能够直接找出故障或隐患点的优点。缺点是不容易也不适合发现电缆及附件重大的缺陷和绝缘老化，且易受环境等因素的干扰。只能作为电缆在线监测重要辅助手段。

　　4.在线测温与互联箱检查

　　在线测温是对红外测温的补充，可以在电缆集中点、接头处、中间头以及要害电缆上分布布置用于电缆的长期温度检测，从实时监控和历史对比数据分析电缆运行情况。

　　电力电缆线路的交叉互联段是把感应电压限制在规定范围内设计的，每一段长度是等长的，如果电缆排列对称，三相载流量平衡，系统中的环流为 0，一般情况下也很小。通过监测电流的大小，就可以判断交叉互联系统的好坏。通过监测交叉互联系统电流可以检查互联线是否受潮进水，检查电缆户外套时候破损或受到外力破坏而形成多点接地。 　　5.用新技术取代原有模式的必要性

　　通过以上技术手段的分析和例举以及目前电缆运行的状况来看，电缆故障的发生呈现高技术特点通过常规的检查手段往往不能及时发现存在隐患从而避免事故的发生。从行业对于电缆的管理方式转变看，国网公司对于电缆运行的探讨和实施已经取得了明显的改善，几次大型会展期间运用的新技术手段均已达到了防范事故的目标。我们完全可以利用现有的资源优势，开展新的技术条件下保电缆稳定运行的课题攻关，通过积累一定运行经验为后期电缆管理提升效果，编制管理框架乃至规范今后电缆的运行要求。

　　四、试探讨新形势下工作模式调整

　　1.应用新技术作为主要工作内容

　　线缆运行管理模式已不能再由原来粗放模式进行预控，而应将电缆的运行管理转变为技术集中的专业管理，管理的范围向在线技术监测及复合专业检查相结合。对于如何组建技术应用的工作内容建议如下：

　　a单芯电缆铜屏蔽检测与修复工作，需要技术复合型与周期定检结合

　　通过对前期单芯电缆各种故障的分析，发现单芯电缆的屏蔽对于稳定电缆运行有着不可忽略的重要作用，所以如何确保屏蔽层完好地检测和修复是有十分重要的地位。但目前所采用的技术手段还处于自发了解与现场摸索的阶段，需要对其进行类似局方培训的方法，来提升检测质量和规范业务能力，同时因其已有一定得功底，培训时间可以相应缩短。

　　作为技术手段的应用，总避免不了某些现场的局限。因此，屏蔽检查对于难点的攻关还是要借助局方工作一同开展，并且作为辅助手段还需要选线技术、测距技术、定位探测来进一步完成复杂条件下的问题处理工作。所需工作流程严格来讲是比较严谨，而又欠缺的一项工作。如何调整工作流程使其符合最优工作模式是这项工作今后另一项重要工作内容。

　　对于所有单芯电缆的检测有必要对重要对象按半年一次缩短检测周期，而一般对象应予以每年一次的检测要求。同时做好前后两次的数据对比，及时发现电缆运行中的隐患点。

　　并且作为重要仪器，也许做好定期保养工作。

　　b应用红外测温仪器，做好明显隐患预控

　　当带电电缆线路有了热故障，其特点是过热点为最高温度，形成一个特定的热场，并向外辐射能量。通过红外成像仪的光扫描系统，可以把这一热场直观的反映在荧光屏上。根据这个热像图，很容易找到热场中的最高温度点，这个最高温度点就是热故障点。而电缆线路热故障多种多样，但一般分为两类：接触热故障(如导体连接件接触不良，接地线连接不良，电流流过时发热)和绝缘材料固有缺陷以及变质老化。

　　红外测温仪的优点明显，适合用于所有绝缘电缆线路，能够直接找出故障或隐患点。缺点是不容易也不适合发现电缆及附件重大的缺陷和绝缘老化，易受环境等因素的干扰。可以作为在线监测的补充手段。

　　c做好目前测温系统在线监控应用，完善信息手段

　　目前使用的在线测温系统为分布式的点控测温系统，分散在各个电缆主隧道与部分分支隧道、盖板沟内，分布范围和监控电缆范围已具有相当规模。从其使用效果上看，在最初初设的几年内是能够及时发现电缆及其附件存在的明显问题的，但在随后的系统维护和升级更新中，对于此套系统投入确呈现倒退，以至于目前需要大范围更换采集器的情况发生。

　　此外，在隧道广泛采用防火的感温光缆消防系统，虽有监控功能但没有将其感温系统接入在线监控范围。如果能将两者进行结合，对于电缆隧道的在线监测可以有一个较高的提升。

　　同时可以借用这两套监控系统，将隧道内的相应排水系统工作状态、各门禁状况接入可以更加直观的反映隧道内的运行与安防的情况。

　　d降低串联谐振试验周期

　　从目前试验串联谐振的工作经验与行业情况来看，串谐只能反映主绝缘的好坏，不能直观反映出主绝缘存在的劣化趋势，并且试验仪器笨重，不适合在各工作现场倒换。加之其他在线分析方法的逐步应用，一般情况下完全可以将串谐试验由原来的每年一次，降低为2-3年一次。

　　对于新投运电缆和新安装的电缆附件，则必须完成串谐试验才能具备送电要求。

　　e集中趋势分析管理应用

　　各种在线手段的应用与发现设备劣化趋势的有效性有对应关系，为体现出各种在线离线检查的实际效果和数据对比的直观性，可以对各试验及检测数据予以集中，用图形直观显示被检查设备的目前功能趋势。

　　2.基础维护和信息维护为日常重要组成

　　向长周期延伸首先要保障人员的工作环境，良好的运行环境会使人更容易关注设备的运行情况，而其基础条件是要把排水系统和照明系统维护首先要做起来。排水系统包括水泵维护修理、排水控制器维护、导流水槽疏导、集水井清理等工作，加之实际运行水泵量已有100多套实际工作量不轻。因此需要将其进行分区管理，对每个区确定维护时间表，按每个工作日进行平均分配，把排水系统事后检修逐步向事前预控进行调控，用以保持电缆所需的运行环境要求。

　　其次，是做好隧道照明管理，虽然目前每条隧道内都有照明，但其光照强度与安全电压要求还有一定差距，因在今后的电缆工作内容上仍有较大工作量存在。

　　三是，在基础设施方面，目前对于支架、桥架的维护是生锈才处理!这就需要对于这部份工作编制周期维护要求，确定每年补缺，2―4年进行小修，6―8年进行大修的工作计划。并按实际工作量情况，原则上小修以下工作量是作为日常工作量内容。

　　四是，分流、整治工作还需要推进。目前的电缆状况虽然是逐渐改善，但由于较多先天不足导致的电缆拥挤、共边情况还是较多，依然不能排除突发故障时对于相邻电缆损坏发生，在未完全排除前的防护隔断措施仍有很多要做，因此仍需要不予余力的推动其工作。

　　五是，把好制作工艺和工程管理关，向源头要电缆运行必备条件。

　　六是，信息系统维护必须分工，强化职责。在加强在线监控的要求的同时，监盘工作以及现场层的模块以下维护和修理工作因与现场联系紧密需要线缆运行人员承担，但网络层、基站维护和后台维护工作也不能缺少，应由检修自动化组承担工作职责。 　　3.巡视周期结合要点适当延长

　　按照传统的电缆运行管理模式，就是对电缆线路进行地面巡视和隧道内巡视，重点地区隧道采用特巡方式，加强巡视密度。地面巡视主要看隧道附近有没有施工隐患，隧道和直埋电缆上方有没有占压，隧道井盖有没有丢失。隧道内巡视主要看隧道内设备有没有丢失、破坏。隧道本体和电缆外表面有没有破损等等。

　　在电缆线路和巡视过程中，虽然能够发现周围环境对电缆造成的威胁和伤害并及时排出这些危害。但在某些情况下，对电缆已经造成了较大的伤害，而对电缆形成伤害的环境已经消失或恢复正常，巡视人员就不能发现电缆中的伤害而形成隐患。总体来说原来的运行管理模式，比较粗放，难以实现对电缆系统和地下设施资源有效管控。

　　建议将传统巡视要求转移到基础业务中去，增加季节性检查要求，按月对电缆运行状况进行粗略检查。

　　五、班组架构搭建

　　随着技术应用的加深，传统意义上的班组管理架构与模式对于今后的线缆运行要求存在较大的差距，这差距来自于传统班组的文化素质定位不高，来自于传统班组对于岗位操作工人的牢固认识，也来自于管理层对于现场的掌控和预控要求的提高，但是目前没有条件对其进行大刀阔斧的解决，只能折中尽量发挥目前人员力量，因此人员工作架构如下：

　　1.管理技术类人员介入班组构架

　　因为后期的电缆运行较大程度上会依赖于仪器设备的使用及其数据的趋势分析，仅仅依靠班组的人员来实现要求会在技能素质、责任心、使用条件、注意事项、维护要求等有较大差距，需要将素质高有责任的点检员与段长放到班组构架中，从日常工作中，承担起工作职责，最终捋顺整体工作。

　　2.培养均衡的试验队伍

　　因试验仪器的主要使用是由班组负责，同时技术人员负责精密测量与分析工作，所以班组试验人员必须通过考评。其余技术力量可在车间管理组以及专业技师以上人员中适当储备。

　　3.强化技能优先

　　对班组实施技能等级认证，将人员分为实习级;基础维护级;电缆制作试验级(架空线登杆作业级);综合业务级。从基础的实习级开始逐步向上掌握全部线缆工艺要求。

　　六、结束

　　综上所述，对于传统钢铁企业高压电缆运行实质上是还有较多的不足，希望通过对于在线电缆运行模式的探讨来将线缆运行的稳定运行提高到一个新的台阶。

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