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陕西环保集团某某某某能源有限公司
- 2021-09-18-

  电路故障事故原因检验检测分析,电缆损坏程度案例报告

  1.基本情况

  委托人:陕西环保集团某某某某能源有限公司

  委托检验事项:电路故障事故原因检验检测分析,电缆损坏程度报告。

  委托日期:2021年1月18日

  受理日期:2021年1月18日

  检验地点:陕西环保集团某某某某能源有限公司

  2.基本案情

  2019年11月18日陕西环保集团某某某某能源有限公司箱式配电室准备向麟游县某某中心5#供热站低压供电,在对所有供热机组进行接地检查后进行通电试机,经操作发现有一条低压电缆线路不带负荷就跳闸,送不上电,经过用摇表测试仔细排查,发现相与相之间有短路故障,此后又出现四条低压电缆线路送不上电,经过排查都确认为相与相之间也有短路问题,公司请专业人员对故障电缆进一步检测,确切认为是电缆短路,随后用高压电缆检测设备进行电缆故障点检测,找到位之后进行了局部开挖,开挖后发现多根电缆的外绝缘层严重破损脱落,保护钢带已开始锈蚀,之后进行了电缆沟全部开挖发现多处电缆外绝缘层有损坏现象。因此,陕西环保集团某某某某能源有限公司委托陕西智和检验检测有限责任公司进行电缆线路事故障碍原因检验检测分析及电缆损坏程度。检验检测目的是用于事故责任划分及恢复修复电缆线路,确保用电安全。

  资料摘要

  3.1《民用建筑电气设计规范》JDJ16-2008

  3.2《供配电系统设计规范》GB50052-2009

  3.3《低压配电设计规范》GB50054-2011

  3.4《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011

  3.5麟游县某某某某中心5#供热站配电平面图图号DQ-03截图

  本公司技术人员对所有资料进行审核,在进行现场勘验做笔录,录像,采集数据,专家进行研讨出具检验检测报告。

  现场勘查勘验过程

  陕西智和检验检测公司人员一行四人于2021年1月18日上午前往陕西环保集团某某某某能源有限公司箱式配电室至麟游县某某某中心供热站直埋电缆沟。

  开展了现场勘验和调查:

  1.现场检测观察记录:麟游县某某某中心供热站电缆沟已经开挖,沟长180多米、深0.6米、宽0.7米。电缆敷设为直埋方式,0.4kV低压电缆共计21根,分四层紧密排布在一起,层与层之间没有铺砖铺砂隔离,电缆规格多为YJV22-0.6/1KV-4×185或YJV22-0.6/1KV-3×95+50。多根电缆外橡胶绝缘层护层多处有不同程度受损和脱落,裸露钢带腐蚀严重。(见图-1、图-2、图-3、图-4)

图-1

图-2

图-3

  2.检验检测使用设备:

  1.YM2000BH智能型电缆故障测试仪;

  2.YM2033电路故障定点仪;

  3.XC35型高压试验仪;

  4.2500MΩ绝缘电阻测试仪。

  3.检测方法:

  3.1利用YM2000BH智能型电缆故障测试仪检测,电缆故障测试仪采用电桥法和示波器法的工作原理,从理论上讲它采用高频传输线理论,当介质不连续时入射波会在介质变化出产生反射的理论,将故障电缆对高频信号等效为一介质不连续的传输线,加高频脉冲到传输线上,在介质变化处(故障点),必然会产生反射波,仪器充分采用现代计算机技术,精准测量发射脉冲到反射脉冲的时延,并根据Lx=VT/2(其中V代表波速m/µs、T反射时间µs)公式自动计算出距离Lx,在故障测试仪主界面上稳定的显示数据参数,测试人员通过计算机将仪器主界面数据参数保留。达到寻找电缆故障点的目的。

  3.2利用YM2033一体无噪定点仪定点,YM2033一体无噪定点仪利用高压冲闪法在电缆故障点处放电,放电同时必然会产生振动声波和电磁波两种物理现象,一体无噪定点仪采用声、磁同步接收两种物理信号技术,用磁信号自动控制振动声波电路的电子滤波电路自动滤波,以高信噪比高倍放大故障点的振动声波。该仪器与大功率路径信号发生器及手持多频路径仪配套使用,寻测电缆线路正确路径走向及敷设深度,数显故障点距离,实现快速、精准定位电力电缆线路的故障点。

  3.3用电缆故障测试设备对现场型号YJV22-0.6/1KV-4×185电缆三根进行检测,全长180米,1#和3#电缆于150米处发现短路接地故障,2#电缆于130米处发现短路接地故障(见图-5、图-6)

图-5

图-6

  3.4截取型号ZB-YJV22-0.6/1KV-4×185电缆2.5米,送西安市产品质量监督检验院进行质量检测,该电缆为合格产品。

  4.原因分析说明

  4.1国家标准GB50217-94《电力电缆敷设规范》、国家标准GB-50217-2007《电力工程电缆设计规范》、国家标准GB50054-2011《低压配电设计规范》、国家标准GB50055-2011《通用用电设备配电设计规范》、国家标准GB50168-92《电缆线路施工验收规范》等和电缆线路施工工艺要求对敷设电缆线路设计、路径选择、施工工艺、验收规范都有明确规定和要求,从设计图纸上了解到设计单位中科院建筑设计研究院有限公司进行的设计符合上述规定和要求。

  4.2设计单位中科院建筑设计研究院有限公司设计图5#供热站配电平面图(图号DQ-03)中标识:5#供热站电源线路引自动力中心,原设计的电力电缆型号、根数应为:YJY22-0.6/1KV-2(4×240SC150),YJY22-0.6/1KV-2(4×150+1×95SC125),YJY22-0.6/1KV-3×95+2×50SC100,共计12根,而电缆沟内实际使用的电力电缆型号是ZB-YJV22-0.6/1KV-4×185和ZB-YJV22-0.6/1KV-4×95,计21根,都引自箱式配电室,存在变更设计施工问题。

  4.3原设计的电力电缆型号YJY22-0.6/1KV-2(4×240SC150)充分考虑了用途,敷设条件及安全性。

  4.3.1电缆YJY22-0.6/1KV-2(4×240SC150)结构为四铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯内护套镀锌钢带铠装聚氯乙烯外护套电力电缆;经查资料其运行环境温度25oC载流量495A;电缆导体最高额定工作温度为90oC。

  4.3.2实际使用电缆ZB-YJV22-0.6/1KV-4×185结构为四芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆;经查资料其运行环境温度25oC载流量415A。电缆导体最高额定工作温度为70oC。

  4.3.3电缆240mm2与电缆185mm2相互比较,同等运行环境温度25oC下截面积240mm2载流量比截面积185mm2载流量多80A,在负荷相等的条件下截面积185mm2电缆更容易发热;从化学成分、交联物理原理上比较,交联聚乙烯绝缘电缆比聚氯乙烯绝缘电缆绝缘抗击穿和耐热性能都有进一步的提高。采用直埋敷设电缆改变了运行环境,则降低了电缆的载流量。

  4.3.4据陕西省麟游环诺清洁能源热力有限公司麟游县疾病防控中心供热站负荷说明:疾病防控中心供热站单台配电柜为2根4×185电缆供电,共控制6台机组,每台机组的功率为45kW,6台机组负荷运行总功率270kW。

  功率计算公式:P=I×V×COSΦ,

  其中P:表示功率、I:表示电流、V:表示电压、COSΦ:表示动力负荷功率因数,一般取值为0.85。电压220V时功率1kW的电流为4.5A

  6台机组负荷运行总功率270kW,总计电流:4.5A×270=1215A。

  两根4x185电缆在环境温度25oC运行载流量为830A,则6台机组同时启动运行两根4x185电缆过载电流为:1215-830=385A(表明已经过负荷),加上采用直埋敷设已经降低了电缆载流量,因此持续过负荷运行电缆就容易发热,发热产生的热量释放、散发缓慢,集聚的热能促使电缆内部绝缘层进一步老化加速。

  4.4地下直埋电缆基本规定和要求

  国家标准GB50217-94《电力电缆敷设规范》、国家标准GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》、国家标准GB50054-2011《低压配电设计规范》、国家标准GB50055-2011《通用用电设备配电设计规范》、国家标准GB50168-92《电缆线路施工验收规范》等,对地下直埋敷设电缆都有基本规定和要求:

  4.4.1地下直埋电缆应采用铠装电缆,直埋敷设电缆应使用铠装电缆,在铠装电缆的金属外皮要可靠接地,接地电阻不得小于10Ω。

  4.4.2电缆埋设深度应有电缆外皮不小于0.7m,电缆外皮至地下建筑物的基础0.6m,不得小于0.3m;电缆相互间距:水平接近时最小为0.1m。

  4.4.3地下直埋电缆沟内不得有石块等其他硬物杂质,应铺以100mm厚的软土或砂层,电缆敷设后上面再铺以100mm厚的软土或砂层,然后盖以混凝土保护板或砖,覆盖的宽度应超出电缆两侧各50mm。

  4.4.4在化学腐蚀的土壤范围内不宜直埋电力电缆。

  5.据现场了解,电缆沟内直埋敷设有21根电缆,分四层紧密排布在一起,电缆间隔不足0.1m,其中间也未敷砖进行隔离,电缆长时间运行中产生热量释放、散发缓慢,集聚的热能促使电缆内部绝缘层最弱处老化加速,在大电流负荷启动冲击下造成击穿短路故障,多根电缆多处外橡胶护套经受热变形,有的已经脆化、脱落,钢带裸露腐蚀生锈(见图-5、图-6、图-7)。

图-5

图-6

图-7

  6.0电力电缆线路故障原因如下:

  6.1直埋敷设电缆没有按照国家有关标准(国标)规定要求进行施工,在原设计负荷不变的情况下,使用小截面185mm2电缆代替大截面240mm2电缆是电缆发热、变形、击穿短路的主要原因。

  6.2电缆沟内直埋敷设有21根电缆,电缆是合格产品。但是,分多层紧密排布在一起,电缆间隔小于0.1m的规定,不符合国家标准GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》和国家标准GB50168-92《电缆线路施工验收规范》。

  电缆长时间运行产生热量释放、散发缓慢,集聚热能促使电缆内部绝缘层老化击穿也是造成短路故障原因。

  6.3电缆沟直埋敷设电缆是项隐蔽工程,施工中监理单位没有严格履行监理职责。

  7.0建议:

  建议修建混凝土盖板砖混电缆沟,把直埋电缆敷设改为支架上敷设。主要是方便今后运行电缆再发生故障查找和处理。

  8.0附件

  8.1电缆故障测试报告(1份1页)

  8.2电力电缆检验报告(1份3页)

  检验检测专家签名:


                                                                                                                               2021年1月29日


  

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