10 kV電力電纜常見故障原因分析與對策探討

楊錦明

摘 要：隨著10 kV電力電纜在配電網(wǎng)中被廣泛應用，10 kV電力電纜引起的線路故障也越來越多。通過對常見的10 kV電力電纜線路故障的詳細分析，歸納和總結(jié)了電纜故障的主要原因，從而擬定對策，為電力電纜及其附件的制作質(zhì)量把關(guān)和為其施工工藝的提升提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電纜；絕緣層；應力錐；高壓柜

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0040-02

1 10 kV電力電纜選型、敷設(shè)方式和故障概況

施工所用電力電纜主要以YJV22系列交聯(lián)銅芯電纜（10 kV）為主，與架空線路和老式充油電纜相比較，該型電纜絕緣性能好，允許工作溫度高（可達90 ℃），有較好的機械強度。

電力電纜主要采用電纜溝、保護套管、直埋和電纜槽等方式在地下敷設(shè)，隱蔽性較強，一旦發(fā)生故障，查找困難，修復時間長，對供電可靠性影響大。

近年來造成高明地區(qū)電力電纜故障的主要原因有外力破壞、用戶設(shè)備故障、產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量等四大類；2014年以來高明地區(qū)電纜故障共6次，其中為3次外力破壞（法恩線、匯源線、興和甲線），全部為用戶設(shè)備，3次為電纜中間頭燒毀（建材甲、乙線、寶進線）。電纜頭故障是電力電纜故障高發(fā)的位置，通過分析幾起典型10 kV電力電纜頭故障，找出故障原因，從而制訂相應的解決措施，提高10 kV電力電纜頭的施工質(zhì)量。

2 典型的10 kV電力電纜故障分析

2.1 防水層破壞導致電纜擊穿故障

10 kV滄江純聯(lián)絡(luò)備用線路跳閘，經(jīng)過檢查確定故障的性質(zhì)為三相短路并接地。查看故障電纜主絕緣表面和中間接頭外表面，均有水痕狀爬電痕跡，電纜銅屏蔽層顏色發(fā)黑，有明顯的氧化痕跡，證明電纜銅屏蔽層曾長期與水接觸。因此，本次故障是由于接頭防水層被破壞，導致接頭進水，水分浸入接頭主絕緣界面，并最終發(fā)生爬電擊穿。

2.2 尖角或刀痕引起故障

對電纜進行解剖，故障相有一明顯的徑向擊穿點，位于一側(cè)的主絕緣開剝端口處，同側(cè)的接頭和電纜絕緣界面未見爬電痕跡，擊穿位置的主絕緣開剝端口未作平滑處理，殘留有一圈明顯的片狀絕緣層，用手觸摸有尖銳感，如圖1所示。由此推斷本次故障是由于此處尖角從內(nèi)部刺傷接頭本體造成的。

2.3 應力錐密封不嚴或引起故障

孔堂線分支箱10 kV電纜頭擊穿燒毀，如圖2所示，電纜附件并不是全部燒毀，只是安裝應力錐的部位被擊穿燒毀。由于目前配網(wǎng)行業(yè)中使用的硅橡膠絕緣電纜頭，采用的絕緣增強模式都是使用硅橡膠材料本身的絕緣性能和安裝時的過盈密封來實現(xiàn)的，如圖3所示，如果安裝不到位或者不規(guī)范安裝，都可能導致密封效果不佳，達不到規(guī)定的絕緣要求，引起絕緣擊穿引發(fā)事故的發(fā)生。

3 10 kV電力電纜故障原因分析

3.1 10 kV電力電纜故障的分類

近年來，電纜故障一般為擊穿燒毀或高阻。依據(jù)故障電阻和擊穿間隙的情況，電纜故障可分為開路、低阻、高阻和閃絡(luò)性故障四類，各類故障具體情況如下：①開路故障，即斷路，是指電纜的各芯絕緣良好，但是有一芯或者數(shù)芯導體斷開。②低阻絕緣故障，指凡是電纜故障點的殘余絕緣電阻小于10倍電纜特性阻抗（電纜特性阻抗Z，一般在10～400之間）的電纜絕緣故障。③高阻故障，指電纜故障點的殘余絕緣電阻大于10倍電纜特性阻抗的電纜絕緣故障。④閃絡(luò)性故障，是指當試驗電壓升至某值時，泄露電流突然升高，監(jiān)視泄露電流的表針間歇性擺動，電壓稍下降時，此現(xiàn)象消失，但電纜絕緣仍有極高的阻值。閃絡(luò)性故障多在預防性試驗時發(fā)生，多出現(xiàn)于電纜中間接頭或終端頭內(nèi)。

3.2 電纜故障主要誘因分析

引起電纜故障的主要原因有：①電纜受潮降低了絕緣性能，導致電纜絕緣層被擊穿短路而燒壞；②電纜接頭附件制作工藝不合格，例如開剝尺寸不正確，損傷下層護套或主絕緣層；切口不整齊，出現(xiàn)尖角或刀痕；主絕緣表面沒有打磨光滑或過度打磨；主絕緣留有濕氣、導體損傷、接續(xù)管壓接不良或留有尖角、毛刺和棱邊等，還有線耳選用不對、PVC膠帶綁扎不規(guī)范、中間頭的中心點定位錯誤等關(guān)鍵工藝任何一處處理不到位都將引發(fā)電纜擊穿故障；③電纜頭安裝不規(guī)范，例如出現(xiàn)彎曲半徑過小、接觸不良、接地不可靠、損傷外絕緣層等，導致電纜長期發(fā)熱燒毀或產(chǎn)生機械損傷導致?lián)舸?；④使用了劣質(zhì)的電纜附件而導致電纜發(fā)熱燒毀或絕緣擊穿；⑤電纜長期超負荷運行或管理不到位等，導致外力破壞、設(shè)備老化、小動物引起電纜損壞等故障。

4 防范措施

通過以上分析，電纜故障原因主要是電纜受潮、電纜頭制作工藝不當、電纜頭附件安裝施工不當?shù)龋译娎|故障一般發(fā)生在安裝完畢后的2～3年。以下就如何監(jiān)控電纜頭制作，安裝電纜分支箱和高壓柜防潮提出一些方法和措施。

4.1 防止電纜潮濕

防止電纜潮濕的措施有兩種：①減少外部的水源；②加強密封處理，讓電纜與外部空氣充分隔離。

第一種措施相對來說比較簡單。由于電力電纜采用電纜溝直埋方式，要減少水源首先要在設(shè)計和施工中加強排水設(shè)計。例如在低洼地方設(shè)計排水沙井，電纜分支箱設(shè)置在位置較高的地方，箱體基礎(chǔ)做好防水措施，箱體底部做好密封防止水汽進入，箱體里面放置干燥劑并定期更換等。這類措施容易做到且成本較低，但往往在設(shè)計和施工甚至運行管理過程中被忽略，導致電纜事故頻發(fā)。

第二種措施相對技術(shù)要求高和成本較高。由于電纜中間頭、電纜頭在運行中會隨負荷的高低變熱或變冷，空氣在里面熱脹冷縮，里面的空隙就像人體呼吸一樣，不易做到完全密封，但隨著冷縮工藝的不斷進步，密封措施也得到一定的加強，但必須要注意的是在施工過程中，里面盡量不要留有空隙，以減少水汽進入。

4.2 加強電纜頭制作和安裝過程的監(jiān)控

在電纜頭的制作和安裝過程中，要注意以下幾個方面的監(jiān)控：①成立電纜技術(shù)專家小組，要求所有10 kV電纜中間頭、終端頭的制作至少有一位電纜技術(shù)專家在場進行旁站，對每一步關(guān)鍵工藝進行拍照取證。②嚴格做好電纜中間驗收環(huán)節(jié)，收集電纜頭制作和安裝過程的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。③完善電纜基本信息。例如型號、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、投運日期、施工單位、施工人員、電纜技術(shù)專家、作業(yè)環(huán)境等信。④整理過程圖片。包括電纜中間頭、終端頭制作過程關(guān)鍵工藝圖片和作業(yè)環(huán)境、中間頭位置的照片（照片內(nèi)容應含中間頭臨近標志性建筑物）等。⑤完善電纜中間頭檔案和核對電纜路徑，確保圖實一致。

4.3 加強電纜線路的運行管理

加強電纜線路的管理要做到：①電纜線路中間頭井每年至少進行一次開挖檢查，檢查電纜中間頭是否發(fā)熱、是否有積水、是否有白蟻、是否存在其他影響電纜安全運行的外部環(huán)境，發(fā)現(xiàn)隱患，及時維修。②電纜工程交接試驗項目增加電纜振蕩波試驗，建立電纜工程試驗清單和電纜中間試驗頭清單。③電纜終端頭至少每季度進行一次紅外成像儀測溫或超聲波局放測試，以檢查電纜終端頭發(fā)熱和局放情況。④對于連續(xù)運行超過15年的電纜線路，在負荷高峰前進行開挖檢查，并結(jié)合線路計劃，停電進行震蕩波局放試驗，及時發(fā)現(xiàn)電纜線路存在的安全隱患。⑤安裝饋線自動化開關(guān)，及時隔離故障電纜，定期檢查繼電保護裝置、定值檢查工作。重點檢查保護定值是否與上一級保護相配合，是否按定值單執(zhí)行，對發(fā)現(xiàn)的問題及時派發(fā)整改通知書并督促客戶限期進行整改，防止用戶故障出門。

5 結(jié)束語

導致10 kV電力電纜故障原因很多，尤其在電纜附件和中間頭施工中，導致電纜運行中出現(xiàn)事故的原因往往是一些容易被忽略的細節(jié)，因此，電纜施工要嚴格按照施工要求進行；同時，要在不斷分析、總結(jié)的基礎(chǔ)上，逐步提高電力電纜和其附件的產(chǎn)品質(zhì)量和施工質(zhì)量。只有加強電纜線路運行管理，才能有效減少電力電纜故障的發(fā)生。

參考文獻

[1]電力工業(yè)部電力研究院.DL/T 596—1996 電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，1996.

[2]中國電力企業(yè)聯(lián)合會.GB 50168—2006 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2006.

〔編輯：王霞〕