高壓電纜故障原因分析及對(duì)策措施

馬濤

摘要：合理地選擇和使用電纜，不僅關(guān)系到整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，且關(guān)系到供電系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用的高低。如果電纜在安裝時(shí)不規(guī)范，就會(huì)留下故障隱患。本文對(duì)高壓電纜故障進(jìn)行分析探討電纜發(fā)生故障的主要原因，并提出對(duì)策措施。

關(guān)鍵詞：高壓電纜；故障；對(duì)策

隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展以及城市美化的要求，高電壓等級(jí)的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）因其具有安全可靠、節(jié)省空間、敷設(shè)方便等特點(diǎn)，在城市的電網(wǎng)中得到越來越廣泛地使用，隨著電纜規(guī)模越大，運(yùn)行時(shí)間越長，電纜故障會(huì)越來越頻繁。地下電纜一旦發(fā)生故障，故障查找及搶修所需時(shí)間長，將帶來難以估量的停電損失[1]。因此，加強(qiáng)對(duì)高壓交聯(lián)電纜的故障分析，掌握相應(yīng)的控制措施，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力運(yùn)行中隱患，預(yù)防意外事故的發(fā)生，防止停電事故或者人員傷亡，對(duì)保護(hù)人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全具有重要意義。

1高壓電纜故障原因分析

1.1廠家制造原因

1.1.1電纜本體制造原因

一般在電纜生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、內(nèi)外屏蔽有突起、交聯(lián)度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護(hù)套密封不良等，有些情況比較嚴(yán)重可能在竣工試驗(yàn)中或投運(yùn)后不久出現(xiàn)故障，大部分在電纜系統(tǒng)中以缺陷形式存在，對(duì)電纜長期安全運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患[2]。

1.1.2電纜接頭制造原因

電纜接頭分為電纜終端接頭和電纜中間接頭，不管什么接頭形式，電纜接頭故障一般都出現(xiàn)在電纜絕緣屏蔽斷口處，因?yàn)檫@里是電應(yīng)力集中的部位，因制造原因?qū)е码娎|接頭故障的原因有應(yīng)力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問題等原因。

1.2 施工質(zhì)量原因

因?yàn)槭┕べ|(zhì)量導(dǎo)致高壓電纜系統(tǒng)故障的事例很多：一是現(xiàn)場(chǎng)條件比較差，電纜和接頭在工廠制造時(shí)環(huán)境和工藝要求都很高，而施工現(xiàn)場(chǎng)溫度變化、濕度、灰塵都不好控制。二是在電纜敷設(shè)時(shí)野蠻拖拉，損傷電纜外護(hù)層，引起主絕緣受損。三是由于工作人員的粗心在電纜頭制作過程中絕緣表面難免會(huì)留下細(xì)小的刀痕，半導(dǎo)電層清理不干凈，另外接頭施工過程中由于絕緣暴露在空氣中，絕緣中也會(huì)吸入水分受潮，這些都給長期安全運(yùn)行留下隱患。四是安裝時(shí)，工作人員沒有嚴(yán)格按照工藝施工或工藝規(guī)定尺寸要求去做。五是竣工驗(yàn)收采用直流耐壓試驗(yàn)造成接頭內(nèi)形成反電場(chǎng)導(dǎo)致絕緣破壞。六是因密封處理不善，導(dǎo)致電纜受潮。中間接頭必須采用金屬銅外殼外加PE 或 PVC 絕緣防腐層的密封結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場(chǎng)施工中保證鉛封的密實(shí)，這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。

1.3 外力破壞原因

一是機(jī)械開挖，人工打樁時(shí)未經(jīng)核對(duì)，破壞電纜而接地短路。二是車輛碾壓，地面下沉，造成電纜錯(cuò)位、變形，導(dǎo)致電纜故障

1.4 設(shè)計(jì)原因

因電纜受熱膨脹導(dǎo)致的電纜擠傷導(dǎo)致?lián)舸?。交?lián)電纜負(fù)荷高時(shí)，線芯溫度升高，電纜受熱膨脹，在隧道內(nèi)轉(zhuǎn)彎處電纜頂在支架立面上，長期大負(fù)荷運(yùn)行電纜蠕動(dòng)力量很大，導(dǎo)致支架立面壓破電纜外護(hù)套、金屬護(hù)套，擠入電纜絕緣層導(dǎo)致電纜擊穿[3]。

2高壓電纜故障點(diǎn)的精確定位

為了便于組織電纜故障處理，還必須對(duì)其進(jìn)行精確定位。首先要查看電纜敷設(shè)時(shí)的原始資料，對(duì)電纜的走向、敷設(shè)方式、中間接頭的位置及周圍環(huán)境進(jìn)行了解。有的時(shí)候由于原始施工資料不是很齊全，知道電纜的故障距離，都是不知道具體到了什么位置，這個(gè)時(shí)候就要用電纜路徑儀器探測(cè)出電纜路徑。

對(duì)于閃絡(luò)型和高阻的故障，使用聲磁同步法確定故障點(diǎn)。在電纜一端施加高壓脈沖后，故障點(diǎn)會(huì)發(fā)生伴隨聲音信號(hào)和電磁信號(hào)的放電，由于交聯(lián)聚乙烯電纜內(nèi)部存在大量無規(guī)則的氣隙，放電時(shí)擊穿處發(fā)出的聲音會(huì)在交聯(lián)電纜的填充物內(nèi)漫射，在電纜溝里面的電纜還會(huì)有空腔共振的情況，在一大段電纜內(nèi)部都聽得見聲音，且音量大小基本相同。遇到噪聲太大，放電聲音太小而聽不清楚時(shí)，但是可以接受到明顯的磁場(chǎng)信號(hào)時(shí)，可選擇在夜深人靜時(shí)再聽，這時(shí)監(jiān)聽效果比白天要明顯變好。對(duì)于特別低阻型的故障，例如故障電阻小于 10 歐，測(cè)試儀器很難檢測(cè)到故障點(diǎn)放電的聲音，或者根本就沒有放電的聲音，因此不能用聲磁同步法進(jìn)行故障定位。在電纜故障相注入沖擊電壓信號(hào)，沖擊的電流經(jīng)過故障點(diǎn)后流回電源。由于電磁耦合作用，在大地產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)，通過電纜路徑儀器或磁場(chǎng)感應(yīng)儀器從電壓發(fā)射器的一側(cè)開始進(jìn)行測(cè)量，磁場(chǎng)信號(hào)明顯變?nèi)趸蛘咄蝗恢袛嘞У牡胤揭话憔褪枪收宵c(diǎn)的位置[4]。

3對(duì)策措施

3.1加強(qiáng)對(duì)電纜敷設(shè)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)與考核

對(duì)電纜敷設(shè)施工人員，必須進(jìn)行必要的業(yè)務(wù)素質(zhì)與技術(shù)的培訓(xùn)和考核，無相應(yīng)級(jí)別資質(zhì)的人員不得進(jìn)行電纜安裝施工，同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的監(jiān)督管理，及時(shí)制止、糾正不符合標(biāo)準(zhǔn)的施工作業(yè)，杜絕為搶工程進(jìn)度而犧牲工程質(zhì)量的行為。確保電力電纜安裝質(zhì)量符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。加強(qiáng)有關(guān)技術(shù)資料管理施工竣工圖要與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相符且繪制規(guī)范并做到及時(shí)存檔。在電纜中間接頭及電纜走向位置一定要標(biāo)明坐標(biāo)，以便于日后對(duì)電纜進(jìn)行及時(shí)有效的維護(hù)、檢修。

3.2控制電纜附件的安裝質(zhì)量

剝除電纜各層時(shí)要仔細(xì)，下刀是一定要小心。特別是在剝外半導(dǎo)電屏蔽層時(shí)，不得劃傷主絕緣及半導(dǎo)體層。必須嚴(yán)格按電纜頭制作說明書的安裝尺寸去做；在安裝電纜頭時(shí)，應(yīng)做好密封和防潮。導(dǎo)體不能留得過長，防止雨水進(jìn)入。

3.3嚴(yán)把試驗(yàn)和驗(yàn)收關(guān)

嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)電纜線路工程的電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)、驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)未符合標(biāo)準(zhǔn)要求的線路工程，嚴(yán)禁投入運(yùn)行。加強(qiáng)與管轄有關(guān)部門的信息溝通及技術(shù)交流，嚴(yán)格規(guī)范建設(shè)單位的審批程序，加大對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工單位的監(jiān)管，避免施工作業(yè)中的開挖、打樁等工作造成對(duì)電力電纜的損傷[5]。

3.4圖紙會(huì)審

施工前進(jìn)行積極的圖紙會(huì)審，與設(shè)計(jì)和其他技術(shù)人員進(jìn)行溝通，在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)增加避雷器，能有效地避免一定程度的大氣過電壓和內(nèi)部過電壓。

3.5加強(qiáng)電纜線路的運(yùn)行維護(hù)

對(duì)電纜線路的巡視要“眼睛明亮點(diǎn)、腿腳勤快點(diǎn)、嘴巴啰嗦點(diǎn)”，防止外力造成電纜的機(jī)械損傷；按時(shí)對(duì)電纜線路進(jìn)行溫度測(cè)量和接地電流檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)電纜金屬護(hù)套接地電流偏大的情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行事故排查，防止因電纜頭過熱而引發(fā)電纜故障。

3.6應(yīng)用新技術(shù)對(duì)電纜線路進(jìn)行監(jiān)控

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展. 光纖測(cè)溫、接地電流在線監(jiān)測(cè)、高壓振蕩波局放監(jiān)測(cè)和局放在線等新技術(shù)得到推廣和應(yīng)用，對(duì)電纜的運(yùn)行水平進(jìn)行監(jiān)控，并取得了一定的成效。

4結(jié)語

對(duì)電力電纜故障防范措施的研究探討是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。無論是在理論上，還是在工程實(shí)踐上都還有很多問題有待解決，了解電纜發(fā)生故障的真正原因，掌握電力電纜故障的有效防范措施，對(duì)防范電纜故障，提高電纜的運(yùn)行維護(hù)水平具有重要的指導(dǎo)性意義，對(duì)電力運(yùn)行以及使用單位的設(shè)備維護(hù)都有積極的作用，同時(shí)對(duì)電力電纜智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)具有很好的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 劉甜，田錦釗. 基于低壓脈沖法對(duì)井下高壓電纜故障檢測(cè)技術(shù)研究與探討[J]. 中國科技投資，2013，Z4：123+149.

[4] 王少峰. 高壓電纜故障探討[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2013，06：319-321.

[5] 黃有榆. 110KV高壓電纜故障查找分析及修復(fù)措施探討[J]. 電源技術(shù)應(yīng)用，2013，08：30.