淺談10KV電纜故障原因、故障處理及主要預(yù)防措施

楊福添

摘 要：地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)采用10 kV電纜供電的比例越來越高，文章針對10 kV電纜及其附件在施工及生產(chǎn)運(yùn)行中的故障種類及常見的故障處理手段、步驟做相關(guān)介紹，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗中的10 kV配電網(wǎng)故障原因分析，提出預(yù)防10 kV電纜故障的主要措施。

關(guān)鍵詞：10 kV電纜；故障原因；處理步驟；措施

中圖分類號：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0068-02

隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，供電量逐年創(chuàng)出新高，政府對城市、城鎮(zhèn)的規(guī)劃建設(shè)要求越來越高，由于架空線受到城鎮(zhèn)地面、空間、安全及環(huán)境美觀的限制，要求采用10 kV電纜供電的情況越來越多，以中山為例，10 kV配電網(wǎng)供電線路約9 400 km，其中10 kV電纜線路約5 700 km，全網(wǎng)電纜化率達(dá)到60%，城市電纜化率達(dá)到92%，10 kV電纜線路的不斷增加，公用電纜本體及其附件故障次數(shù)以及所占比例都有所上升，2012年約1.2次/百公里，增大了運(yùn)行維護(hù)的壓力，所以對于10 kV電纜的運(yùn)行故障分析、故障快速查找處理以及預(yù)防措施的落實(shí)，都需要我們進(jìn)一步的加強(qiáng)。

1 10 kV配電網(wǎng)故障中的電纜因素

1.1 電纜機(jī)械性破壞

在10 kV電纜線路故障中由于機(jī)械性物理損傷造成的損壞情況時常出現(xiàn)，一些相對輕微的機(jī)械性損傷在日常維護(hù)檢修過程中較難被及時發(fā)展、處理。這些表面故障不明顯的電纜機(jī)械損壞對整個配電網(wǎng)的正常運(yùn)行而言存在較大的安全隱患，主要原因有：

①施工安裝時碰擠，過渡彎曲。安裝時沒有按照要求做好防護(hù)措施導(dǎo)致電纜受到物理樁基、碰撞而出現(xiàn)損傷，或者由于機(jī)械牽引力超過電纜的承受力范圍，進(jìn)而造成電纜彎曲至損傷。

②電纜受到外力直接作用而破壞。在電纜鋪設(shè)路徑之上或路徑周圍會出現(xiàn)由于道路施工、房屋建設(shè)，開挖的機(jī)械、設(shè)備直接破壞電纜的情況。

③自然力破壞。因水土流失土地沉降、路面下沉等，對擠壓電纜管道，拉斷中間接頭或?qū)w。

1.2 絕緣受潮

水分或潮氣從終端或電纜護(hù)層侵入引起故障。

①電纜接頭結(jié)構(gòu)密封不足或電纜端頭結(jié)構(gòu)部安裝不當(dāng)，導(dǎo)致電纜內(nèi)部進(jìn)水。

②電纜材料本身制作工藝差，比如在電纜的金屬護(hù)套處存在裂縫或空隙等瑕疵。

③電纜的金屬護(hù)套部位受到外力作用或化學(xué)作用出現(xiàn)刺傷、腐蝕或穿孔。

1.3 電纜絕緣護(hù)體由于老化而產(chǎn)生變質(zhì)情況

電纜的絕緣護(hù)體是保障電纜工作正常的重要部分，而在使用過程中會由于受到外界影響，導(dǎo)致電纜的絕緣護(hù)體介質(zhì)中的氣體受到電氣作用而發(fā)生游離，造成電纜絕緣介質(zhì)的絕緣性能降低。特別是在接觸化學(xué)元素后出現(xiàn)的絕緣介質(zhì)腐蝕損傷情況，十分不利于電纜質(zhì)量的保障。

此外，環(huán)境溫度過高會加快電纜的老化及變質(zhì)，隨著使用周期的加長，電纜過熱是經(jīng)常出現(xiàn)的情況，加之通風(fēng)不良以及熱力管道距離較近等影響，都會加快電纜絕緣介質(zhì)的損壞。

1.4 電纜保護(hù)層受到化學(xué)作用而出現(xiàn)腐蝕

電力作用以及化學(xué)作用均會對電纜的外皮產(chǎn)生腐蝕影響，令電纜的絕緣介質(zhì)在受到長期腐蝕作用的環(huán)境中出現(xiàn)損壞。

1.5 施工工藝不滿足要求

電纜本體敷設(shè)、附件的安裝制作工作要求不嚴(yán)，不按工藝規(guī)程的要求進(jìn)行，如：電纜導(dǎo)線連接強(qiáng)度不足、電纜中間頭處密封性不夠、電纜芯線過度彎曲、電纜線路的絕緣介質(zhì)材料有潮氣出現(xiàn)。

1.6 電纜本身的質(zhì)量水平不高

由于電纜線路的制作材料的市場價格越來越高，一些缺乏社會責(zé)任感的廠家在生產(chǎn)過程中通過降低電纜安全系數(shù)的方式節(jié)約企業(yè)成本，造成帶有缺陷的電纜制品出現(xiàn)在市場上。

1.7 雷電及用電線路故障

雷電擊打以及用電線路出現(xiàn)故障導(dǎo)致電纜線路被電壓擊穿。

2 電纜故障屬性分析

所謂電纜故障的屬性指的是電纜故障的性質(zhì)，比如高阻、低阻、閃爍、封閉、接地、短路、斷線、組合、單相、兩相、三相類故障的辨析。

為確定電纜故障的屬性指標(biāo)，需要對電纜絕緣介質(zhì)進(jìn)行電阻測量以及導(dǎo)通試驗。將出現(xiàn)故障問題的電纜兩端三相開口，用2 500 V兆歐表測量絕緣電阻值。一般測得電纜的直流電阻阻值小于100 Ω的故障電纜一般稱為低值故障，100 Ω以上視為高阻故障。在對電纜絕緣介質(zhì)進(jìn)行導(dǎo)通試驗時，需要將問題電纜的末端三相短路、接地，利用萬用表進(jìn)行電阻值測量，從而判斷電纜通斷情況。依據(jù)電纜絕緣介質(zhì)電阻測量以及導(dǎo)通試驗的測試結(jié)果，判斷故障的性質(zhì)。

3 10 kV電纜故障的一般處理步驟

3.1 故障發(fā)現(xiàn)隔離

跟據(jù)10 kV電纜故障信息，利用巡視手段、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)或故障指示裝置迅速判斷故障類別及對故障點(diǎn)位置進(jìn)行初步判斷，確定故障段后，無法確定故障點(diǎn)位置時，需要進(jìn)行故障點(diǎn)的尋測定位。

3.2 故障點(diǎn)定位

①準(zhǔn)備電纜的基礎(chǔ)資料，包括10 kV電纜線路圖、電纜長度值、電纜鋪設(shè)的路徑走向圖、電纜中間接頭位置、電纜井的位置、電纜制品出廠相關(guān)資料。

②電纜故障屬性的判定結(jié)果是測試方法選擇的標(biāo)準(zhǔn)參考，以此為判斷電纜是否存在接地、斷線、短路等故障的依據(jù)，此外，電纜故障屬性的判定結(jié)果也可以用來判斷電纜是否存在單相、兩相、三相故障，是否出現(xiàn)低阻、高阻、泄露性、閃爍性故障燈。需要注意的是，缺乏目的的盲目測量不僅不能有效測出電纜線路的故障位置，反而會增加不必要的工作量，延長故障問題定位時間，對相關(guān)測試儀器也會造成損壞。

③電纜線路故障位置粗測。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段電纜故障種類中，7成左右為電纜高阻故障。為判斷此類故障位置，需要利用低壓脈沖測定待檢電纜的全場以及短路、斷路故障的距離。需要注意的是，對于故障位置的粗測所給出的數(shù)值并不精確，原因在于被測電纜地下長度以及預(yù)留長度無法作精確估計，因此，測出的結(jié)果僅可作為電纜故障點(diǎn)的大致范圍。

④故障點(diǎn)精測。對電纜施加沖擊高壓，利用故障點(diǎn)的放電聲波，在電纜故障點(diǎn)粗測結(jié)果范圍內(nèi)進(jìn)行精準(zhǔn)故障點(diǎn)判定。進(jìn)而作為電纜故障點(diǎn)范圍內(nèi)挖掘工作的數(shù)據(jù)支撐，最終在粗測問題范圍內(nèi)確定電纜準(zhǔn)確故障點(diǎn)。

4 應(yīng)對電纜故障的常見預(yù)防措施

4.1 采用質(zhì)量水平優(yōu)良的電纜制品

10 kV配電網(wǎng)體系的電纜的主要結(jié)構(gòu)為導(dǎo)體、屏蔽層、絕緣層、護(hù)套四大部分。電纜的性能取決于導(dǎo)體的質(zhì)量、絕緣層的強(qiáng)度、同心度以及其他組成部分的材料等，結(jié)合市場觀察結(jié)果看，一般質(zhì)量水平較低的電纜制品的銅芯純度普遍較低，截面面積不足，絕緣層及保護(hù)套層的厚度不均勻，通過加強(qiáng)材料的準(zhǔn)入管理，落實(shí)入庫檢測工作可以有效發(fā)現(xiàn)問題電纜。

4.2 加強(qiáng)電纜敷設(shè)過程控制

敷設(shè)前檢查電纜表面有無損傷，并測量電纜絕緣電阻，檢查是否受潮；敷設(shè)過程中要采取措施保護(hù)電纜外皮不受損傷，避開支架棱角或尖刺，防止扭傷和過分彎曲（彎曲半徑超過允許值），在電纜線路轉(zhuǎn)彎處需要有滑車部件進(jìn)行彎曲過渡，保障電纜轉(zhuǎn)彎處不被損傷。另外，在電纜進(jìn)出保護(hù)管處需要有光滑的喇叭口，在拖動操作中要盡可能緩慢且平穩(wěn)。

4.3 對電纜線路附件的施工質(zhì)量進(jìn)行有效管控

電纜線路的附件主要是指電纜線路中間接頭盒終端的接頭兩處，其中電纜中間接頭用于電纜線路的連接，是電纜線路的重要附件設(shè)施，也是最薄弱的節(jié)點(diǎn)，是故障多發(fā)點(diǎn)。

電纜線路附件需要具備較好的電氣性能以及機(jī)械性能，對電纜材質(zhì)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求較高，任何形式的偏差或疏漏俊輝造成電纜性能的下降甚至損傷。采用熱縮或冷縮技術(shù)后，電纜終端頭運(yùn)行情況非常穩(wěn)定，而電纜中間接頭對工藝質(zhì)量的要求很嚴(yán)格，控制和管理不當(dāng)致使故障率較高。電纜中間接頭制作這一關(guān)鍵工藝，安裝人員需推行持證上崗（具備國家認(rèn)可的電力電纜安裝資格），嚴(yán)格遵守制作程序和工藝，施工過程進(jìn)行全程拍攝，加強(qiáng)制作工藝的監(jiān)督和簽證記錄，新制作的電纜頭要綁扎標(biāo)有施工單位、具備資格的制作者姓名以及制作時間等信息不銹鋼標(biāo)示牌，便于日后跟蹤維護(hù)，也能保障電纜附件的施工質(zhì)量。

4.4 電纜外力破壞的預(yù)防

電纜線路安全運(yùn)行的一項重要工作是防外力破壞，公用線路、設(shè)備的保護(hù)，需要供電企業(yè)發(fā)動群眾同參。作為運(yùn)行管理部門，要做到以下幾點(diǎn)：

①在電纜敷設(shè)時，結(jié)合電纜路徑周邊情況，采取措施提高電纜線路的機(jī)械強(qiáng)度，在堆電纜進(jìn)行直埋施工時需要在電纜之上加蓋防護(hù)板，采用敷設(shè)埋管的操作方式，便于電纜在日常維護(hù)中的及時維修。

②需要做好電纜線路的防護(hù)準(zhǔn)備，發(fā)現(xiàn)故障問題及時處理。由于電纜線路一般被鋪設(shè)在地下，因此，需要在地面設(shè)立健全的路徑走向的相關(guān)標(biāo)注，如路徑標(biāo)志、警示標(biāo)志、保護(hù)宣傳標(biāo)語。

③聯(lián)合當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門，及時了解電纜路徑周邊的道路施工作業(yè)，對施工企業(yè)進(jìn)行電纜路徑以及保護(hù)管線措施的交底，并有針對性的加強(qiáng)施工作業(yè)的巡視，另外，加大電力線路保護(hù)的宣傳，利用法律來懲罰亂開挖的人員、企業(yè)。

5 結(jié) 語

10 kV電纜線路逐年增多，運(yùn)行維護(hù)壓力不斷增大，供電企業(yè)要提高供電服務(wù)的水平，及時處理、修復(fù)故障，恢復(fù)居民的正常用電。同時也要分析、總結(jié)電纜線路故障原因，加強(qiáng)日常運(yùn)行維護(hù)管理，采取主動的預(yù)防措施，降低電纜線路的故障次數(shù)，提高10 kV配網(wǎng)線路的供電可靠性。

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