一起典型電纜故障原因剖析及防范措施

【摘要】隨著時(shí)代發(fā)展，以及電力電纜有著運(yùn)行可靠、施工快捷、少占用地面空間等優(yōu)點(diǎn)，使用越來(lái)越廣泛;但是，現(xiàn)實(shí)中由于施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響、外力破壞等因素，造成了電纜線路故障頻頻發(fā)生，不利于電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。本文從一起典型的電纜故障深層次進(jìn)行原因剖析，對(duì)故障原因采取可行的應(yīng)對(duì)控制措施，從而解決在日常中電纜故障頻發(fā)的問(wèn)題;提高了配電電纜運(yùn)行可靠性，文中方法簡(jiǎn)單可靠，值得推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】電纜;附件;故障;質(zhì)量;措施

隨著時(shí)代發(fā)展，以及電力電纜有著運(yùn)行可靠、施工快捷、少占用地面空間等優(yōu)點(diǎn)，使用越來(lái)越廣泛;但是，現(xiàn)實(shí)中由于施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響、外力破壞等因素，造成了電纜線路故障的頻頻發(fā)生，不利于電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我局從2012年到2014年共發(fā)生電纜線路故障7起，其中，外力破壞3起，施工質(zhì)量4起，因施工質(zhì)量造成的電纜故障占了58%;這說(shuō)明要杜絕或減少電纜線路的故障發(fā)生率，就必須要從施工質(zhì)量控制上有所作為。

一、一起典型的電纜故障

2013.7.20，我局屬下某供電所的一條10kV荻龍線停電施工;運(yùn)行人員按施工單位工作票要求： 在8：00時(shí)，對(duì)10kV荻龍線#20桿后段線路進(jìn)行停電，施工單位8：30時(shí)開始在10kV荻龍線#23桿至#38桿進(jìn)行導(dǎo)線更換工作，17：25時(shí)，工作負(fù)責(zé)人工作結(jié)束辦理了工作票終結(jié)手續(xù);18：00時(shí)，運(yùn)行人員開始對(duì)10kV荻龍線恢復(fù)送電，當(dāng)運(yùn)行人員合上10kV荻龍線#20桿開關(guān)時(shí)，調(diào)度立即來(lái)電告知10kV荻龍線有接地故障信號(hào);運(yùn)行人員立即拉開10kV荻龍線#20桿開關(guān)，并組織人員進(jìn)行故障巡視;為安全起見(jiàn)，運(yùn)行人員與施工人員再次對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行了全面的檢查，但是在當(dāng)天施工范圍內(nèi)并未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn);直到采取對(duì)所有線路分段搖測(cè)絕緣后，才發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)是處于施工點(diǎn)后的10kV荻龍線#45桿的荻海支線（電纜線路）;絕緣搖測(cè)顯示電纜絕緣為（A相57Ω、B相0Ω、C相110Ω），故障點(diǎn)查到后時(shí)間已是晚上22：00時(shí)，由于當(dāng)天沒(méi)有辦法對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)，造成了該線路20多臺(tái)配變停電，造成了較大的影響;回到班組，大家對(duì)故障原因百思不得其解：一是故障點(diǎn)不在施工范圍內(nèi)，故障點(diǎn)處于施工點(diǎn)后段，應(yīng)該不是當(dāng)天施工原因造成;二是電纜才剛投運(yùn)半年左右，一直是正常運(yùn)行的，也沒(méi)有外力破壞等其他原因，為什么停電之后再送電就會(huì)發(fā)生擊爆？

二、典型故障原因剖析

通過(guò)對(duì)電纜的故障查找，試驗(yàn)人員找到了故障的確切地點(diǎn)，一個(gè)工作井的電纜中間頭位置;為剖析這次“離奇”的電纜故障，我對(duì)故障原因進(jìn)行了詳細(xì)分析。

圖1

從圖1可以看出，此電纜井積水嚴(yán)重，電纜中間頭是一直浸泡在水中的，當(dāng)檢修人員剖開電纜中間頭后，可以看到電纜的B相已經(jīng)跟屏蔽層放電短接在一起，表面已看到嚴(yán)重的放電燒傷痕印。

從圖2可以看出，才剛投運(yùn)半年的電纜線耳鉗壓坑竟然都出現(xiàn)了銅綠，銅綠的出現(xiàn)代表了線耳存在與水份接觸發(fā)生氧化，B相電纜主絕緣有嚴(yán)重樹枝狀的放電痕印，表明電纜中間頭存在進(jìn)水現(xiàn)象。

圖2

圖3

為了查出電纜故障的深層次原因，我對(duì)該電纜來(lái)貨廠家、施工制作方法過(guò)程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該起電纜故障使用的附件廠商制作質(zhì)量過(guò)差，而施工人員未采取相應(yīng)措施進(jìn)行施工;附圖3是抽查使用同廠商的電纜附件制作的終端頭，從中可以看出：使用該廠商同材質(zhì)的電纜附件，在電纜終端頭制作后，用手輕輕一捏套管可以輕松離縫，用手輕輕一拖應(yīng)力錐竟然可以完全分離，并且從拖開的應(yīng)力維半導(dǎo)電層明顯看到水珠的留存，可見(jiàn)應(yīng)力錐已起不到應(yīng)有的作用了，材料質(zhì)量、施工質(zhì)量水平可見(jiàn)一斑。

經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析，此起電纜故障原因主要有如下幾方面：

1.停電后電纜溫度下降造成了故障發(fā)生，經(jīng)分析，由于電纜工作井內(nèi)有地下水，且水位較高，施工時(shí)沒(méi)有做好中間頭防止進(jìn)水的措施，電纜中間頭一直泡在水中，從剖開的電纜半導(dǎo)電層有嚴(yán)重的水樹枝生成，說(shuō)明防水措施不合格;電纜在運(yùn)行時(shí)由于電流的原因，會(huì)產(chǎn)生一定的溫度，這個(gè)溫度會(huì)把電纜中的水份蒸發(fā)掉，并不會(huì)馬上發(fā)生絕緣為零的現(xiàn)象，但電纜停電后，電纜的溫度隨停電時(shí)間而慢慢下降，電纜外部水份開始從密封不合格的地方進(jìn)入中間頭內(nèi)，引起了絕緣下降造成了此起故障。

2.電纜中間頭附件材料質(zhì)量過(guò)差，追查該廠家的同批次電纜附件使用，以及該廠家的產(chǎn)品質(zhì)量情況，就我局從2012年到2013年二年時(shí)間內(nèi)已發(fā)生3起該廠家生產(chǎn)的電纜中間頭故障;從抽查的施工后電纜可以看出該廠家的電纜附件產(chǎn)品存在質(zhì)量問(wèn)題。

3.施工單位施工質(zhì)量過(guò)差，施工單位在施工時(shí)，在材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)的情況下而無(wú)采取有效的控制措施，造成了中間頭防水措施不合格，從剖開的中間頭發(fā)現(xiàn)電纜的半導(dǎo)電層剝除不規(guī)范，有嚴(yán)重的毛刺現(xiàn)象，電纜主絕緣有嚴(yán)重的刀傷痕印;半導(dǎo)電層的毛刺、主絕緣的刀傷會(huì)造成電纜表面電場(chǎng)聚集發(fā)生擊穿;這些現(xiàn)象都說(shuō)明了施工人員對(duì)制作電纜頭不熟悉，是導(dǎo)致電纜故障發(fā)生的原因之一。

三、防范電纜中間頭（終端頭）故障措施

1.電纜中間頭進(jìn)水的防范措施

通過(guò)此起故障，我認(rèn)真分析了其故障的原因，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，我提出了以下的方式對(duì)這起故障的防范措施：在電纜施工時(shí)，如電纜溝內(nèi)有中間接頭的，要求施工單位將電纜中間頭墊起，墊起的方法有兩種：一是利用電纜溝內(nèi)的電纜支架將處于下層的電纜頭升高到頂層;在電纜溝內(nèi)沒(méi)有電纜支架的，利用臨時(shí)支架（如磚石）將電纜墊離電纜溝內(nèi)水面以上（見(jiàn)圖4）。二是發(fā)現(xiàn)電纜附件的密封不過(guò)關(guān)時(shí)，應(yīng)采取必要的補(bǔ)救措施：在電纜中間頭應(yīng)力維兩端纏繞1到2圈的防水膠布。

圖4

采取這些措施后，從另一個(gè)例子可看出其成果：我局10kV中院線在11年停電施工中，曾試過(guò)因停電后水份進(jìn)入中間頭造成絕緣電阻下降，試驗(yàn)不合格而無(wú)法送電的情況，最后無(wú)辦法只能采用“打耐壓”方式將電纜中的水分排出，最后才勉強(qiáng)將電纜送電。但在14年的10kV中院線舊電纜遷改工程中，我在審批施工方案時(shí)，要求施工人員提前將所有電纜中間頭墊離電纜溝水面，新做的中間頭必須在應(yīng)力維兩端纏繞1到2圈的防水膠布;7個(gè)小時(shí)停電施工結(jié)束后，對(duì)電纜進(jìn)行絕緣搖測(cè)，2700米長(zhǎng)7個(gè)新舊中間頭混接的電纜絕緣電阻在1000兆歐以上，電纜一次送電成功。所以，采用的這個(gè)措施，只是將電纜位置改變一下，或只是使用多一點(diǎn)點(diǎn)的防水膠布;但所得到的效果卻是出乎意料的好，但有好多單位的施工人員卻沒(méi)有意識(shí)到，所以這個(gè)措施簡(jiǎn)單易行投資很少，效果卻相當(dāng)好，應(yīng)值得推廣。

2.提高電纜終端頭（中間頭）質(zhì)量的措施

在電纜終端頭（中間頭）制作過(guò)程中，對(duì)質(zhì)量造成影響還有以下因素：一是，電纜附件材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，二是，施工人員施工工藝不過(guò)關(guān)。這兩方面原因?qū)﹄娎|運(yùn)行壽命起著決定性的因素，因此，必須對(duì)此加以控制。

（1）提高電纜終端頭（中間頭）質(zhì)量措施，應(yīng)在電纜附件采購(gòu)上加以改進(jìn);近年來(lái)，由于采取了價(jià)低者得的方式進(jìn)行采購(gòu)，一些質(zhì)量不是很過(guò)關(guān)的產(chǎn)品代替了原來(lái)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品（例如：原來(lái)的XX冷縮電纜附件，被替換成低價(jià)的產(chǎn)品）;甚至一些廠商在招投標(biāo)時(shí)提交的產(chǎn)品是合格的，但在供貨后卻存在偷工減料的情況（最近的某避雷器事件，導(dǎo)致了我局近年避雷器故障頻頻發(fā)生）;這種情況嚴(yán)重影響了電網(wǎng)安全運(yùn)行。

電纜附件畢竟屬于高科技產(chǎn)品，不同于一般的較易生產(chǎn)的低值產(chǎn)品，不能因?yàn)閮r(jià)格問(wèn)題退而求其次;價(jià)格上一味圖便宜帶來(lái)的后果就是，同樣的施工人員，以同樣的方法施工，最后運(yùn)行壽命卻是大打折扣;最快的是投運(yùn)一個(gè)月就開始爆了。以我局最近一例電纜故障可以說(shuō)明此問(wèn)題：一個(gè)新投運(yùn)一個(gè)月的電纜線路，在天氣良好的情況下，卻發(fā)生了電纜終端頭擊爆的故障;這是非常令人費(fèi)解的，因?yàn)椋耸┕り?duì)伍以同樣的方法施工，以前的電纜附件從未試過(guò)在這么短時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的;對(duì)于以上情況，應(yīng)在產(chǎn)品抽檢中下大力氣，對(duì)技術(shù)含量高的產(chǎn)品改抽檢為必檢、必試驗(yàn)，在源頭上杜絕不合格或質(zhì)量過(guò)差的產(chǎn)品進(jìn)入電網(wǎng);在產(chǎn)品質(zhì)量差但又未達(dá)到不合格標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，如電纜附件，在抽檢中合格，但在施工中發(fā)現(xiàn)有少量問(wèn)題但未達(dá)到退貨標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)采取措施加控制;就此起故障中廠商提供的電纜附件，其直管、應(yīng)力維收縮率較少，應(yīng)采用將半導(dǎo)電層包纏比原來(lái)制作要求大一倍以上，將密封防水位置增加防水膠布包纏等手段加以控制，也能取得較好的控制成果，電纜運(yùn)行壽命亦會(huì)相應(yīng)提高。

（2）提高施工人員施工工藝措施，一些施工單位不注重對(duì)電纜終端的施工工藝，偏偏工藝方面困素在制作時(shí)都不會(huì)立即出現(xiàn)問(wèn)題，不是嚴(yán)重的施工工藝電纜不會(huì)馬上發(fā)生故障，這也給施工人員造成了一個(gè)誤解：我一直都是這樣施工的，有水的地方也做過(guò)、大粉塵的地方也做過(guò)，甚至雨天都做過(guò)，也未見(jiàn)發(fā)生什么問(wèn)題，所以會(huì)走進(jìn)自我認(rèn)為工藝是過(guò)關(guān)的誤區(qū)中;但是，1個(gè)月不發(fā)生問(wèn)題，不代表1年不會(huì)發(fā)生;工藝過(guò)關(guān)的電纜師傅制作的電纜頭正常使用10年、20年一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有，但一些師傅制作的電纜頭最快的1個(gè)月就發(fā)生了擊爆，這也說(shuō)明了注重工藝對(duì)電纜頭質(zhì)量提高有著重要意義。我們?cè)谑┕ぶ袘?yīng)如何對(duì)施工工藝進(jìn)行控制？

電纜終端頭（中間頭）制作過(guò)程中最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及控制措施：

（3）杜絕拖長(zhǎng)電纜終端（中間）頭制作時(shí)間的施工方法;有部分施工人員為減少停電施工當(dāng)天的工作量，將電纜附件提前一天或幾天制作，有的甚至將電纜制作到一半，而無(wú)采取保護(hù)措施，導(dǎo)致了未完成的部分暴露在室外惡劣環(huán)境中（見(jiàn)圖5），造成了粉塵、水份、潮氣進(jìn)入了。在運(yùn)行中容易形成水樹枝、電樹枝造成電纜絕緣下降形成故障。這種施工方法雖然減少了停電時(shí)間，但對(duì)電纜運(yùn)行壽命影響很大，按照電纜終端制作要求，電纜頭應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)制作完成，并不得在雨中、濕度超過(guò)70%、粉塵的環(huán)境中作業(yè)。

圖5

（4）嚴(yán)格控制電纜過(guò)程中半導(dǎo)電層剝除工藝，在較多的電纜故障分析中都能看到，電纜半導(dǎo)電層處理不過(guò)關(guān)的原因;主要是施工人員對(duì)半導(dǎo)電層剝除工藝不過(guò)關(guān)，易發(fā)生如下情形：剝除過(guò)程中傷及電纜主絕緣，剝除的半導(dǎo)電層不圓滑，有嚴(yán)重的塵端、毛剌，清洗主絕緣將半導(dǎo)電粒帶到主絕緣上等。因此，在電纜頭制作時(shí)必須嚴(yán)格杜絕“刀功”不過(guò)關(guān)的人員隨意施工。新施工人員必須使用廢舊電纜進(jìn)行“刀功”練習(xí)，必須練習(xí)到剖開的主絕緣層上無(wú)任何刀痕，剝除的半導(dǎo)電層圓滑無(wú)破損，方為合格;且在整個(gè)施工過(guò)程有熟悉的師傅全程指導(dǎo)下完成。

隨著時(shí)代發(fā)展以及國(guó)家推行城鎮(zhèn)化，城市變得越來(lái)越擁擠，一些原來(lái)的架空配電線路為配合市政發(fā)展，將需改為占用地上面積少的電纜線路供電，這樣也對(duì)我們的配電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)一定的機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn);好的機(jī)遇是原來(lái)相對(duì)薄弱的配電網(wǎng)將得到進(jìn)一步加強(qiáng)，風(fēng)險(xiǎn)是更多的電纜廠商、施工隊(duì)伍，進(jìn)入到電纜供貨、施工環(huán)節(jié)中，如果我們不對(duì)電纜的材料質(zhì)量、施工工藝加以控制，將會(huì)導(dǎo)致越來(lái)越多的電纜停電故障，由于電纜故障修復(fù)比架空線路更加困難，界時(shí)供電可靠性將會(huì)下降，這是我們不愿意看到了。因此，我希望各施工人員、運(yùn)行人員關(guān)注文中的幾點(diǎn)防范措施：電纜中間頭進(jìn)水的防范措施，提高電纜終端頭（中間頭）質(zhì)量的措施，并加以推廣;使我們的電纜運(yùn)行壽命更長(zhǎng)，供電更可靠。