10kV配網(wǎng)電纜故障分析及防范措施

讓攀（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司，湖南 懷化418000）

10kV配網(wǎng)電纜故障分析及防范措施

讓攀（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司懷化供電分公司，湖南 懷化418000）

10kV配網(wǎng)電纜是電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦產(chǎn)生故障，會(huì)對(duì)供電可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。本文主要根據(jù)筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，闡述了10kV配網(wǎng)電纜故障產(chǎn)生的原因，并且提出了預(yù)防10kV配網(wǎng)電纜出現(xiàn)故障的措施，從而降低配網(wǎng)電纜故障，提高電網(wǎng)的運(yùn)行水平。

10kV；配網(wǎng)；電纜；故障；防范

引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，電力電纜因其具有穩(wěn)定、安全、可靠等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用在配電網(wǎng)中。但是在配網(wǎng)電纜運(yùn)行中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些故障，導(dǎo)致供電可靠性受到影響。為了保證10kV配網(wǎng)電纜運(yùn)行安全，必須采取有效的防范措施，預(yù)防10kV配網(wǎng)電纜故障的產(chǎn)生。

1 10kV電力電纜故障的分類和原因

1.1 10kV電力電纜故障的分類

電纜故障的種類很多，若按故障發(fā)生的直接原因可分為兩大類：①試驗(yàn)擊穿故障；②在運(yùn)行中發(fā)生的故障。若按故障性質(zhì)來(lái)分，又可分為接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡(luò)故障、單一接地故障、也有混合性的接地故障和斷線又接地或短路的故障等，各種故障按其阻值的高低均可分為高阻和低阻故障。按故障性質(zhì)原則上可分為五種類型：

1.1.1 接地故障

電纜一芯或數(shù)芯對(duì)地故障。其中又可分為低阻接地或高阻接地。一般接地電阻在20～100Ω以下者為低阻故障，以上者為高阻故障。因使用的故障測(cè)試儀器不同，對(duì)低阻與高阻的劃分也往往不一致。

1.1.2 短路故障

電纜兩芯或三芯短路，或兩芯、三芯短路且接地。其中也可分為低阻或高阻短路故障，其劃分原則與接地故障相同。

1.1.3 斷線故障

電纜一芯或數(shù)芯被故障電流燒斷或受機(jī)械外力拉斷，形成完全斷線或不完全斷線。

1.1.4 閃絡(luò)性故障

這類故障絕大多數(shù)在預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)生，并多出現(xiàn)在電纜中間接頭和終端頭。試驗(yàn)時(shí)絕緣被擊穿，形成間隙性放電，當(dāng)所加電壓達(dá)到某一定值時(shí)，發(fā)生擊穿，當(dāng)電壓降至某一值時(shí)，絕緣恢復(fù)而不發(fā)生擊穿。

1.1.5 混合性故障

同時(shí)具有上述兩種或兩種以上性質(zhì)的故障稱為混合性故障。

1.2 10kV電力電纜故障產(chǎn)生原因

電纜故障產(chǎn)生的原因主要有：

1.2.1 材料缺陷

材料缺陷主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：①電纜制造的問(wèn)題，電纜存在嚴(yán)重的偏心、氣隙、雜質(zhì)或損傷等缺陷；②電纜附件制造上的缺陷；③對(duì)絕緣材料的維護(hù)管理不善，造成電纜絕緣層受潮、臟污和老化。

1.2.2 安裝施工質(zhì)量問(wèn)題

（1）電纜外護(hù)套破損：電纜敷設(shè)施工不規(guī)范，在敷設(shè)時(shí)野蠻拖拉，電纜外護(hù)套損傷或破損，引起主絕緣內(nèi)部進(jìn)水受潮。

（2）安裝施工環(huán)境惡劣：在雨天或濕度大情況下，制作電纜頭時(shí)沒(méi)有采取必要的防護(hù)措施，電纜頭絕緣局部受潮。

（3）導(dǎo)體連接管壓接不良：電纜中間接頭導(dǎo)體連接管壓接不良，打磨不平整，特別是在壓接管口邊緣處，局部有尖角、毛刺。

（4）安裝尺寸錯(cuò)誤：安裝沒(méi)有嚴(yán)格按尺寸要求。

1.2.3 絕緣受潮

因接頭盒或終端盒結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而導(dǎo)致進(jìn)水；電纜制造不良，金屬護(hù)套有小孔或裂縫；金屬護(hù)套因被外物刺傷或腐蝕穿孔。

1.2.4 絕緣老化變質(zhì)

電纜絕緣介質(zhì)內(nèi)部氣隙在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生游離使絕緣下降。過(guò)熱會(huì)引起絕緣層老化變質(zhì)。電纜內(nèi)部氣隙產(chǎn)生電游離造成局部過(guò)熱，使絕緣層碳化。電纜過(guò)負(fù)荷是電纜過(guò)熱很重要的因素。安裝于電纜密集地區(qū)、電纜溝及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜、穿在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等都會(huì)因本身過(guò)熱而使絕緣層加速損壞。

1.2.5 過(guò)電壓

過(guò)電壓主要是指大氣過(guò)電壓（雷擊）和電纜內(nèi)部過(guò)電壓。對(duì)實(shí)際故障進(jìn)行的分析表明，許多戶外終端頭的故障是由大氣過(guò)電壓引起的。過(guò)電壓使電纜絕緣層擊穿，形成故障，擊穿點(diǎn)一般是存在材料缺陷。由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜鉛包外皮受腐蝕出現(xiàn)麻點(diǎn)、開(kāi)裂或穿孔，造成故障。電纜走廊沿線居民、飯店、賓館、大廈等違章向電纜走廊排放污水，造成溝內(nèi)條件惡劣，積水嚴(yán)重。電纜接頭長(zhǎng)期泡在污水中，易造成中間接頭進(jìn)水，最終造成絕緣擊穿。

1.2.6 中間接頭設(shè)置不合理

中間接頭設(shè)置太多，施工中電纜中間接頭之間距離設(shè)置的太近。中間接頭對(duì)于運(yùn)行中的電纜來(lái)說(shuō)是最薄弱的環(huán)節(jié)，容易受各種因素的影響而出現(xiàn)問(wèn)題。中間接頭長(zhǎng)期受壓變形，由于電纜敷設(shè)時(shí)的大意，許多電纜中間頭被新敷設(shè)的電纜壓住，長(zhǎng)期受到重壓，造成接頭變形、錯(cuò)位，導(dǎo)致故障。

1.2.7 外力因素及外力破壞問(wèn)題

機(jī)械開(kāi)挖、人工打樁施工末經(jīng)確認(rèn)核對(duì)，隨意作業(yè)，損壞電纜，造成接地短路故障；車輛輾壓，地面沉降，造成電纜錯(cuò)位、扯拉、變形，導(dǎo)致故障發(fā)生，這類問(wèn)題在埋管敷設(shè)電纜上有一定的代表性。

2 電力電纜故障探測(cè)常用的兩種方法

2.1 電橋法

用直流單橋（簡(jiǎn)稱單橋）測(cè)量電纜故障是測(cè)試方法中最早的一種，。尤其在較短電纜的故障測(cè)試中，其準(zhǔn)確度仍很高。準(zhǔn)確度除與儀器精度等級(jí)有關(guān)外，還與測(cè)量的方法和原始數(shù)據(jù)正確與否有很大的關(guān)系，應(yīng)加以重視。

工作原理：直流單橋又稱惠斯登電橋，其原理接線如圖1所示，圖中R1，R2，R3，和R4（Rx）為電橋的4個(gè)臂，其中R4（Rx）為被測(cè)電阻。在電橋的對(duì)角ab上接直流電源，在另一對(duì)角線cd上接檢流計(jì)。QF1-A型電纜探測(cè)儀是目前應(yīng)用較廣、性能較好且又便于操作的電纜故障測(cè)試設(shè)備，可用于測(cè)量低阻接地故障、短路故障和高阻斷線故障，并能測(cè)量電纜的電容及電阻值。由于其內(nèi)部有一個(gè)電壓為15V，300V和600V的直流電源，因而能對(duì)故障電阻較高（最高可達(dá)100kΩ）的故障進(jìn)行測(cè)量。

2.2 低壓脈沖法

低壓脈沖法探測(cè)電纜故障是由儀器的脈沖發(fā)生器發(fā)出一個(gè)脈沖波，通過(guò)引線把脈沖波送到故障電纜的故障相上，脈沖波沿電纜線芯傳播，當(dāng)傳播到故障點(diǎn)時(shí)，由于故障點(diǎn)電纜的波阻發(fā)生變化，因而有一脈沖信號(hào)被反射回來(lái)。當(dāng)電纜為斷線故障時(shí)（或末端斷開(kāi)處），其反射脈沖與發(fā)送脈沖為同極性；當(dāng)電纜為低阻接地故障時(shí)，其反射沖與發(fā)送脈沖極性相反。接地故障反射脈沖的大小和接地電阻值有關(guān)，接地電阻越低，反射信號(hào)越大。當(dāng)接地電阻大于100Ω時(shí)，其反射明顯減弱，此時(shí)就較難區(qū)別哪一個(gè)是故障反射脈沖 （因?yàn)榻宇^和穿過(guò)金屬管道等均有反射）。若測(cè)量時(shí)電纜有一相是好線，則可采用對(duì)比法進(jìn)行測(cè)量，先測(cè)出好相波形，再測(cè)出壞相波形。

電力電纜故障探測(cè)是一項(xiàng)技術(shù)性比較強(qiáng)的工作，測(cè)試人員應(yīng)掌握所使用儀器的工作原理并要有一定的工作經(jīng)驗(yàn)。要做好電纜故障的探測(cè)工作，除了購(gòu)買先進(jìn)的儀器設(shè)備以外，還要做好測(cè)試的培訓(xùn)工作，迅速、準(zhǔn)確地確定電力電纜故障點(diǎn)，能夠提高供電可靠性，減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失。

3 10kV電纜故障的預(yù)防措施

通過(guò)以上電纜故障主要原因分析我們可以清楚地看到，大部分故障都是由于施工質(zhì)量、運(yùn)行管理水平、個(gè)人技術(shù)素質(zhì)等原因造成的。為了有效地預(yù)防事故發(fā)生，快速準(zhǔn)確地查找故障和處理故障，一套行之有效的管理方案是必要的。

3.1 嚴(yán)格電纜的施工質(zhì)量

對(duì)電纜的施工和驗(yàn)收嚴(yán)格把關(guān)，把源頭的缺陷消滅掉。電纜終端和接頭是在電纜端部制作而成，它們和電纜結(jié)合為一個(gè)整體，必須在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝制作而成，所以就要求電纜施工人員必須按照相關(guān)的設(shè)計(jì)制作工藝要求進(jìn)行安裝制作，安裝制作時(shí)特別要注意以下幾點(diǎn)：首先現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝要正確、嚴(yán)謹(jǐn)。其次現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件要符合要求。

3.2 提高電纜的安全運(yùn)行水平

3.2.1 對(duì)電力電纜進(jìn)行統(tǒng)一管理

許多電纜因鋪設(shè)時(shí)間早、線路所在環(huán)境被改造導(dǎo)致線路走向路徑不明確，導(dǎo)致故障的查找非常的困難，而且電纜的標(biāo)志樁丟失的非常嚴(yán)重，很少有人了解電纜的具體走向和位置，因此，在新電纜施工的過(guò)程中，可以使用公司配發(fā)的GPS定位裝置每間隔一段距離進(jìn)行定點(diǎn)記錄，對(duì)每次電纜故障點(diǎn)和電纜頭、中間頭也進(jìn)行GPS坐標(biāo)的記錄，方便電纜和故障多發(fā)點(diǎn)的查找，減少故障處理的時(shí)間，提高運(yùn)行的水平。

3.2.2 加強(qiáng)電纜線路的巡視檢查

電力線路的外力損壞事故，在每年的事故總次數(shù)中占據(jù)了相當(dāng)大的比例，由于施工企業(yè)對(duì)電纜的保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)及電纜運(yùn)行管理部門巡視力度，造成外力損壞比例占到80%左右。為了預(yù)防這類事故的發(fā)生，要求必須有健全的管理和線路巡查制度，運(yùn)行人員應(yīng)加大線路的巡查力度。巡查時(shí)應(yīng)特別注意以下內(nèi)容：首先為了確保電纜線路的安全可靠性，由專人負(fù)責(zé)的電纜運(yùn)行專業(yè)人員對(duì)管轄內(nèi)的電纜線路、電纜終端設(shè)備和附屬土建設(shè)施應(yīng)進(jìn)行定期巡視檢查，檢查時(shí)應(yīng)注意電纜路徑附近是否有挖掘現(xiàn)象，周圍有無(wú)腐蝕性物質(zhì)，電纜路徑上有無(wú)堆放重物及臨時(shí)設(shè)施等。室外可見(jiàn)電纜的保護(hù)設(shè)施是否被盜、移位、松動(dòng)及銹蝕。電纜終端頭絕緣套管是否完好、清潔，有無(wú)閃絡(luò)放電痕跡，電纜接地是否完好等內(nèi)容。當(dāng)電力系統(tǒng)事故后或由于季節(jié)等因素使環(huán)境條件發(fā)生變化，應(yīng)進(jìn)行特別巡視檢查。

3.2.3 做好電纜檔案的管理

要及時(shí)修正相關(guān)的電纜數(shù)據(jù)，對(duì)電纜路徑不明確的線路進(jìn)行定位并編輯成冊(cè)，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，隨時(shí)掌握線路巡視、缺陷、事故、檢修等運(yùn)行維護(hù)情況及相關(guān)的線路資料，建立缺陷及事故處理的共享資料庫(kù)，為不同管轄地域的人員對(duì)電纜的維護(hù)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

3.3 增強(qiáng)員工的專業(yè)素質(zhì)

一流的企業(yè)需要一流的人才，一流的人才造就一流的企業(yè)。只有不斷提高干部職工的技術(shù)水平，才能使企業(yè)更好的發(fā)展。提高干部職工的理論水平和技術(shù)水平。采用定期考核獎(jiǎng)勵(lì)的方式提高干部職工增強(qiáng)素質(zhì)的積極性。加大新材料、新技術(shù)、新工藝、新方法的推廣與學(xué)習(xí)，讓職工保持新鮮感和追求創(chuàng)新的動(dòng)力。樹(shù)立典型，督促大家學(xué)習(xí)。通過(guò)開(kāi)展QC小組活動(dòng)，不斷探討快速準(zhǔn)確地處理不同性質(zhì)故障的方法并應(yīng)用到實(shí)際。建立常態(tài)機(jī)制，有計(jì)劃、經(jīng)常性的開(kāi)展多種形式的針對(duì)電纜專業(yè)的技能競(jìng)賽，為電纜專業(yè)化隊(duì)伍營(yíng)造出一種"比、學(xué)、趕、幫、超"的良好工作氛圍。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，10kV電力電纜故障種類主要有接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡(luò)故障以及混合性故障等，造成這些故障產(chǎn)生的原因主要有過(guò)電壓、絕緣老化、絕緣受潮以及機(jī)械損傷等。針對(duì)10kV電力電纜故障，必須做好故障監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)運(yùn)行管理，避免故障產(chǎn)生，促進(jìn)供電可靠性。

[1]余可.電力電纜故障的探測(cè)[J].大眾用電，2001（02）：56～57.

[2]畢國(guó)軒，楊岳斌，郭紅紅.電力電纜故障原因分析及探測(cè)方法探討[J].山西電力，2005（02）：34～35.

[3]王 敏.電纜故障的多發(fā)點(diǎn)、原因及對(duì)策[J].大眾用電，2007（10）：78～79.

[4]鄔慧勇.電力電纜的故障原因分析及預(yù)防[J].鐵道建筑技術(shù)，2007（S2）：28～29.

TM755

A

2095-2066（2016）22-0066-02

2016-7-2

讓 攀（1983-），男，工程師，本科，主要從事調(diào)度運(yùn)行方面工作。