配網(wǎng)電纜故障分析及解決方案

袁珂

(南充市順慶區(qū)勝利路電廠抄表公司,四川 南充 637000)

正文:

配網(wǎng)電纜代替架空線路是各個城市現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展方向。隨著配網(wǎng)電纜日益增多和運(yùn)行年限的增長，配網(wǎng)電纜故障也逐漸增加，配網(wǎng)電纜運(yùn)行中發(fā)生的電纜本體、附件、附屬設(shè)備等故障也明顯增多。根據(jù)統(tǒng)計資料分析，配網(wǎng)電纜故障發(fā)生部位主要集中在絕緣、附件和外保護(hù)層。

一、配網(wǎng)電纜故障分析

(一)絕緣故障

配網(wǎng)電纜的絕緣老化主要出現(xiàn)在投入運(yùn)行的后期，一般發(fā)生在運(yùn)行10年及以上電纜線路，導(dǎo)致電纜故障率大幅上升。絕緣老化主要分為電熱老化、樹枝狀老化及絕緣材料老化。配網(wǎng)電纜絕緣介質(zhì)的內(nèi)部氣隙在電場作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降，當(dāng)絕緣介質(zhì)發(fā)生電離時，氣隙中產(chǎn)生臭氧等化學(xué)物質(zhì)腐蝕絕緣層，同時絕緣中的水分使絕緣纖維產(chǎn)生分解，造成絕緣強(qiáng)度下降。

局部過熱會加速絕緣老化變質(zhì)。配網(wǎng)電纜絕緣內(nèi)部氣隙產(chǎn)生的電游離會造成局部過熱，使絕緣材料碳化，引起絕緣強(qiáng)度下降。而電纜過負(fù)荷是電纜過熱重要因素。安裝于電纜密集區(qū)域、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、電纜路徑與熱力管道并行或交叉且無有效隔熱措施等都會使配網(wǎng)電纜過熱而加速絕緣層損壞。

配網(wǎng)電纜絕緣長期在電和熱的作用下運(yùn)行，其物理性能會發(fā)生一定的變化，從而導(dǎo)致其絕緣強(qiáng)度降低或介質(zhì)損耗增大而最終引起絕緣老化出現(xiàn)故障。引起絕緣老化主要原因有:

1.配網(wǎng)電纜選型不當(dāng)，導(dǎo)致配網(wǎng)電纜長期工作在過電壓下；

2.配網(wǎng)電纜線路周圍靠近熱源，使配網(wǎng)電纜局部或整條電纜線路長期受熱而過早老化；

傳統(tǒng)中藥材鑒定方法有視覺、味覺、嗅覺、觸覺及火試、水試等。視覺是用眼睛直接觀察藥材的質(zhì)量、形狀、直徑大小等，味覺是利用嘴巴口嘗或嚼碎來鑒定，嗅覺是用鼻子聞藥材的味道，通過藥材氣味鑒定優(yōu)劣，觸覺是利用觸摸、拍打的方式判斷藥材的質(zhì)地與韌性，火試是利用火燒或加熱的方式鑒定藥材，水試則需要將藥材放到水中觀察藥材的變化[4]。

3.配網(wǎng)電纜工作在具有可與絕緣起不良化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境中而加快老化；

4.多根配網(wǎng)電纜并列運(yùn)行時，其中一根或數(shù)根接觸不良，造成其它與其并列的電纜在過負(fù)荷下運(yùn)行；

5.配網(wǎng)電纜附件制作時，電纜連接管壓接不牢，造成接觸電阻增大而引起過熱。

(二)附件故障

由于配網(wǎng)電纜中間接頭和終端頭通常在敷設(shè)現(xiàn)場由安裝人員現(xiàn)場完成，稍不注意就容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。配網(wǎng)電纜附件故障是電纜線路故障的主要部分，其主要反映為復(fù)合界面放電與附件材質(zhì)老化。電纜附件故障往往是由于制作工藝不規(guī)范，施工人員工作不認(rèn)真，在施工過程中，附件內(nèi)部出現(xiàn)氣泡、水分、雜質(zhì)等缺陷，導(dǎo)致局部放電而引起絕緣擊穿，主要體現(xiàn)在:

1.電纜中間接頭、終端頭制作質(zhì)量不高

(a)剝離外半導(dǎo)層時，損傷下層絕緣或絕緣表面有微粒、灰塵等雜質(zhì);或者半導(dǎo)電層去除距離短，爬電距離不夠，在試驗或投入運(yùn)行后，其中雜質(zhì)在強(qiáng)大的電場作用下發(fā)生游離，產(chǎn)生電樹枝。

(b)施工過程中，金屬連接管壓接質(zhì)量不良，使接頭接觸電阻過大而發(fā)熱，或過度熱收縮等造成絕緣碳化，從而使絕緣層老化擊穿，導(dǎo)致電纜出現(xiàn)接地或相間短路故障，同時還有可能傷及附近的其它電纜。

(d)導(dǎo)體連接管處理工藝不良。導(dǎo)體連接管壓接模具選用不合理，棱角打磨不平整，特別是在壓接模具邊緣處，局部有毛刺、尖角，容易造成該部位電場不均勻，運(yùn)行中產(chǎn)生局部放電，使絕緣老化，絕緣性能下降，發(fā)生擊穿故障。

(e)安裝尺寸錯誤，應(yīng)力管安裝位置過于偏下或應(yīng)力錐未與半導(dǎo)層斷口有效搭接，造成電纜半導(dǎo)電斷口部位應(yīng)力無法可靠疏散，在試驗或長期運(yùn)行中，斷口部位產(chǎn)生嚴(yán)重電暈放電，導(dǎo)致過熱使絕緣降低，最終導(dǎo)致?lián)舸?/p>

(f) 配網(wǎng)電纜金屬屏蔽層接地線連接不可靠，不能滿足接地電阻要求，造成接地電阻過大。當(dāng)配網(wǎng)電纜受到過電壓時，金屬屏蔽層會產(chǎn)生較高的感應(yīng)過電壓，進(jìn)而引起絕緣部分的老化擊穿。

(2)電纜在運(yùn)行過程中因負(fù)荷的變化、環(huán)境因素的變化而熱脹冷縮，特別是熱縮型附件不能夠隨彈性變形而喪失密封作用，在附件與電纜絕緣層之間形成呼吸效應(yīng)，將大氣中的潮氣和水分帶入附件中，引發(fā)電纜附件內(nèi)部短路故障。冷縮附件質(zhì)量不高，收縮力降低或在需要可靠密封部位存在缺陷，都會導(dǎo)致外部水分侵入，最終導(dǎo)致電纜故障。

(3)制作電纜頭時因環(huán)境潮氣、濕度偏大，沒有采取可靠除濕驅(qū)潮的措施，配網(wǎng)電纜絕緣局部受潮，絕緣性能下降，在運(yùn)行中發(fā)展成貫穿性通道，導(dǎo)致電纜擊穿事故。

(三)外保護(hù)層故障

在配電網(wǎng)絡(luò)中，電纜被越來越廣泛應(yīng)用，配網(wǎng)電纜外保護(hù)層是保護(hù)電纜的第一道防線，其完好與否直接關(guān)系到內(nèi)部結(jié)構(gòu)安全程度和電纜使用壽命長短。電纜外保護(hù)層故障的原因主要有三種:

1.配網(wǎng)電纜周邊的硬物損傷或外力受損。直埋電纜上下有硬物尖角直接接觸外護(hù)層，尤其在經(jīng)常有車輛通行的路段，長時間的路面振動，硬物尖角有可能刺穿外護(hù)層，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，且加上電纜負(fù)荷變化，電纜本身熱脹冷縮和受損部位電場不均勻分布，最終導(dǎo)致絕緣層受損；在排管敷設(shè)時，排管連接處臺階或內(nèi)壁不光滑都可能造成外護(hù)層受損；電纜路徑周圍機(jī)械施工或頂管作業(yè)，均可能造成外保護(hù)層受損。

2.施工時遺留的缺陷和隱患。配網(wǎng)電纜敷設(shè)施工過程中外護(hù)層拉傷、開裂部位在排管內(nèi)，人員無法及時發(fā)現(xiàn)； 配網(wǎng)電纜彎曲部位在運(yùn)行一段時間后，發(fā)生龜裂現(xiàn)象，外保護(hù)層絕緣降低，金屬護(hù)套多點(diǎn)接地，環(huán)流增大，最終導(dǎo)致絕緣受熱老化擊穿。

二、配網(wǎng)電纜故障的解決方案

配網(wǎng)電纜是一項系統(tǒng)工程，只有從設(shè)計、施工、運(yùn)行維護(hù)等方面對其全過程管理，才能保障其安全運(yùn)行。

(一)在設(shè)計階段，對配網(wǎng)電纜使用的接地系統(tǒng)應(yīng)有充分認(rèn)識，選擇符合其電壓等級的配網(wǎng)電纜，避免配網(wǎng)電纜在長期過電壓情況下工作。外保護(hù)層選擇應(yīng)符合使用環(huán)境、使用年限的要求，同時電纜保護(hù)層保護(hù)器的選擇應(yīng)滿足相對地接地時，保護(hù)器可靠通過接地電流而不損壞原則。

(二) 配網(wǎng)電纜路徑選擇，應(yīng)避免配網(wǎng)電纜受過熱、腐蝕、外力損傷等外部環(huán)境影響，同時也避免配網(wǎng)電纜敷設(shè)過于集中，造成熱量不能及時擴(kuò)散，而引起過熱的內(nèi)部因素影響。此外，雙回路供電的電纜路徑不應(yīng)敷設(shè)在同一路徑的管道內(nèi)，防止同時受損，造成大面積停電事故。

(三)加強(qiáng)配網(wǎng)電纜和電纜附件選型、駐廠監(jiān)造、現(xiàn)場驗收等工作，確保電纜和電纜附件質(zhì)量水平。在現(xiàn)場驗收時，應(yīng)有生產(chǎn)廠商、施工方、監(jiān)理方和業(yè)主等多方在場，按照裝箱清單逐一點(diǎn)驗，對發(fā)現(xiàn)問題及時記錄并提出整改建議，經(jīng)多方簽字認(rèn)可。對容易受潮部件，檢驗完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行密封處理，防止受潮影響正常使用。

(四) 加強(qiáng)配網(wǎng)電纜工程各個環(huán)節(jié)的隱蔽工程和中間環(huán)節(jié)驗收，嚴(yán)把質(zhì)量驗收關(guān)，對土建、電氣等工程驗收中發(fā)現(xiàn)缺陷、隱患要徹底整改，并做好各項記錄，并留有照片、影視等資料。

(五) 運(yùn)用外保護(hù)套環(huán)流在線監(jiān)測技術(shù)、在線光纖測溫技術(shù)、在線局部放電檢測技術(shù)等先進(jìn)監(jiān)測技術(shù)，加強(qiáng)配網(wǎng)電纜的實時在線運(yùn)行監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)和處理缺陷，避免配網(wǎng)電纜損壞引發(fā)停電事故。