风电场集电线路地埋电缆常见故障分析与处理刘二伟.docxVIP

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风电场集电线路地埋电缆常见故障分析与处理刘二伟

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摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风电场建设越来越多。风电场集电线路是工程的重要组成部分，在风电场建设中，一条集电线路所带风机少则七、八台，多则十余台，一旦集电线路出现故障，必将“连累”该集电线路所有风机脱网，造成发电量损失；因地埋电缆线路为隐蔽工程，深埋于地下最少70cm以下，所以如果发生故障，故障查找和处理均较为繁杂。该文主要对风电场集电线路地埋电缆常见故障及原因进行梳理，并就故障查找及预防提出建议。

关键词：风电场；集电线路；地埋电缆；故障分析；处理方法

引言

箱式变压器和场区高压电缆是风电场电力传输系统的桥梁部分，箱变和高压电缆的稳定运行，关系到风电场场区电气设备的安全与稳定。风电场集电线路一般采用10kV和35kV电压等级，有的风电场全部采用电缆地埋方式，也有的箱变与输电主干线之间选用电缆方式，输电主干线采用架空线方式。风电场场区高压电缆主要故障有：中间接头单相接地、相间短路并接地、三相短路接地；电缆终端接头单相接地、相间短路等故障。目前风电场地埋电缆出现故障较多的是单相接地故障。风电场高压电缆头由于设计、施工工艺、设备质量、所处地理环境等多方面原因，导致高压电缆故障，故障出现后，造成风电机组紧急故障停机，或直接作用于升压站输电线路开关跳闸，造成整条输电线路停运，严重时，造成整个风电场停运，更严重时，影响周围多个风电场运行。对风电机组和电网的安全与稳定造成影响。

1集电线路地埋电缆故障类型

1.1电缆接地故障

风电场集电线路在电力电缆接地断裂过程中，若未能对电缆运行过程中的各类安全隐患进行全面消除，将对人员安全造成严重威胁。通过整治断裂的接地线，确保电缆运行趋于稳定化和正常化，使其在故障产生过程中故障电流被不断释放，起到对电缆和操作人员的双重保护。针对室内电缆头接地不达标故障，要在电缆头铁件位置进行相关安装，并在电缆沟两侧墙上以膨胀螺丝对铁件进行固定。在故障产生期间，应尽可能的避免接入故障电流，阻碍其对电缆本体保护作用的发挥，并减少对电缆使用性的破坏。如果在非正常接地情况下，一旦发生严重的电缆故障，将威胁周围人员生命财产安全。在后期接地验收过程中，相关验收人员应对自身工作态度、行为及作业流程高度负责，严把质量关，通过对相关改善计划的制定，根治接地隐患。

1.2电缆绝缘降低或击穿

电缆因为绝缘降低或击穿而造成相间、相对地短路也是电缆中较为常见的故障，造成故障的原因主要来自于机械损伤、绝缘老化、过电压和未按规范施工等方面。其中机械损伤在电缆绝缘故障原因中占比最重，效果也最明显，主要是施工过程中人为操作不当或未按规范施工，如电缆放线中存在强拉硬拽、车辆碾压、石块、树枝割伤等野蛮施工行为造成电缆绝缘甚至铠装受损，电缆沟回填深度不够，或未按铺沙、盖砖、软土分层夯实的要求严格进行回填，而是代之以树枝、石块、杂物等重物回填，都为电缆故障埋下深深的隐患，同时，电缆在上、下坡处因回填土沉降、冲刷等原因，也容易使电缆绝缘及铠装承受机械拉力而受损。绝缘老化的主要原因来自于酸碱土壤的化学腐蚀致使保护层失效，绝缘降低，长期过负荷运行，过高的温度也会加剧绝缘的老化。而工作过电压和雷击过电压造成绝缘故障是因为防雷接地施工质量不可靠或未安装避雷器，电缆铠装、屏蔽层未进行直接有效的接地所造成。同时，电缆转弯半径过小容易损伤电缆绝缘及铠装，同沟铺设电缆间距太近不利于散热，电缆相互靠近或交叉间距太小，产生“交流电蚀”，都是造成电缆绝缘降低乃至击穿短路的原因。

2集电线路电缆故障处理

2.1电力电缆故障的带电诊断

就目前来看，电力电缆带电诊断模式有很多，常见的包括电阻电桥诊断、冲击放电诊断和交流差动电桥诊断这三种，在此笔者将对这三种电力电缆带电诊断模式展开详细论述。对于电阻电桥诊断来说，主要是利用电阻大小与电缆长度之间关系分析电力电缆故障，同时对比电力电缆不同时期运行状况，找出电力电缆故障点。对于冲击放电诊断来说，主要是利用定点仪对电力电缆进行故障点检测，全面落实电力电缆带电诊断的目标。同时还需要对电力电缆实施冲击高压处理，根据冲击高压对电力电缆产生的声音判断电力电缆是否存有故障，并根据冲击高压声音高低判断电力电缆故障点。对于交流差动电桥诊断来说，主要应用于电缆断线故障诊断当中。在开展相应带电诊断时，相关人员应利用同规格的电缆芯线对电力电缆电容量和长度等方面实施有效检测，并在这个过程中利用交流差动电桥诊断方法对电力电缆中的电容比值展开有效检测，确定电力电缆故障点，确保相关人员能够更好地处理相应故障。

2.2故障点烧穿技术

就目前来看，应用于电力电缆故障点的烧穿处理技术主要有交流烧穿技术和直流烧穿技术这两种，这就需要对这两