基于四維度因子分析的電纜試驗策略研究

陳申宇 沈　超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

基于四維度因子分析的電纜試驗策略研究

陳申宇 沈超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

本文通過對10kV配網(wǎng)交聯(lián)乙烯電力電纜故障的主要來源的簡述，介紹了某供電局電纜振蕩波測試現(xiàn)狀，在面對大數(shù)量測試對象和有限試驗數(shù)量的矛盾分析，以問題為導(dǎo)向為原則，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，提出了四維度方式的試驗策略，進行實際應(yīng)用，印證其有效性。

電纜振蕩波；四維度因子；絕緣損壞

目前，我國10kV配電網(wǎng)交聯(lián)乙烯電力電纜故障主要來源為絕緣損壞，傳統(tǒng)的方式只能是在電纜制作工藝和產(chǎn)品質(zhì)量階段把關(guān)，對于運行中的電纜絕緣狀況的檢測應(yīng)用較先進的技術(shù)手段是OWTS，即電纜振蕩波測試系統(tǒng)，在國內(nèi)外應(yīng)用中，在非浸水性缺陷方面的發(fā)現(xiàn)率上也得到了大量的實例證明，但是對于測試對象為大數(shù)量電纜時，如何利用有效的測試人力資源，提升電纜絕緣缺陷發(fā)現(xiàn)率，研究電力電纜試驗策略是非常必要的。

1.大型城市電纜測試現(xiàn)狀

某供電局管轄一大城市中的老城區(qū)的電力設(shè)施，配網(wǎng)供電線路以交聯(lián)乙烯電力電纜為主、電纜走廊環(huán)境復(fù)雜、電力設(shè)備投運年限較長等等。2013年～2014年所有停電故障原因進行分類統(tǒng)計見表1。

從表1中可以看出絕緣損壞故障約占全年60%的比例，可見電纜絕緣故障問題已經(jīng)相當(dāng)突出。

2.四維度電纜振蕩波試驗策略

2.1以問題為導(dǎo)向的四維度電纜振蕩波試驗策略

該供電局在2009年開始引進10kV電纜振蕩波試驗技術(shù)，到2013年已形成一套相對成熟的配套規(guī)范，但是供電可靠性以及人員的約束情況依然存在，一年最多測試180條，而該轄區(qū)電力電纜高達數(shù)萬條，因此經(jīng)過研究提出了四維度因子分析策略。

2.2四維度因子分析

四維度因子分析將故障電纜共性以及供電影響程度統(tǒng)一進行考慮，研究決定測試對象優(yōu)先程度的重要因子，進行原因分析，具體如下：

（1）特殊時間段投運的電纜

某供電局2013～2014故障電纜的投運時間見表2。

2009之后投運電纜占比85%以上，分析原因主要為2009年之后大范圍開始使用冷縮終端頭或中間頭，相對以前熱縮電纜頭，依靠自身材料收縮進行密封，密封性、防水性以連續(xù)性均有所下降，同時新產(chǎn)品使用期制施工人員初作工藝不高，以上種種因素埋下了許多潛在絕緣缺陷。

（2）供電可靠性影響大的電纜

變電站每條出線電纜提供整條饋線的負(fù)荷，一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致整條饋線停電，而主干線故障會丟失大部分負(fù)荷，嚴(yán)重影響了供電可靠性，同時由于站出現(xiàn)電纜或主干線投運時間較長，已進入到絕緣故障易發(fā)階段，當(dāng)優(yōu)先測試。

（3）家族性缺陷的電纜

根據(jù)電纜接頭保質(zhì)期，一般新投運的電纜接頭在非異常施工工藝的情況下，2～3年內(nèi)不會發(fā)生絕緣故障，對2011～2012年所有故障接頭分析發(fā)現(xiàn)，A品牌電纜接頭連續(xù)4次在投運半年至一年時間出現(xiàn)絕緣故障，情況異常，可能存在家族性缺陷，需要考慮優(yōu)先測試。

表1　某供電局2013～2014年故障原因分類統(tǒng)計表

表2　 2013～2014年故障電纜投運年份統(tǒng)計

表3　電纜站出線及主干線投運年份及長度統(tǒng)計

（4）電纜越長且接頭多的電纜

根據(jù)施工情況以及電纜一般長度，超過150m距離時就可能進行電纜中間接頭駁接，供電長度越長電纜中間接頭越多，根據(jù)概率論相關(guān)理論，一個電纜中間接頭出現(xiàn)故障的幾率假設(shè)是一定的，有多個中間接頭的電纜，出線故障的概率會逐級累加，從而概率大大提升。

2.3利用四維度因子制定測試策略實例

試驗策略制定通過上述4個重要因子的分析，對某供電局所有電纜情況從這個4個維度進行劃分，得到表3。

從表3可見站出線2009年之后且長于150m的電纜條數(shù)為97條，不足150m的為3條，主干線2009年之后投運且長于150m的電纜條數(shù)為292條，不足150m的為122條。

通過上述的統(tǒng)計以及四維度原則的考慮，結(jié)合全年能夠開展試驗180條的數(shù)量，得到如下試驗策略：

站出線2009年之后且長于150m的電纜條數(shù)為97條；

使用A品牌電纜中間頭的電纜有13條；

按長度選取主干線2009年之后投運且長于150m的電纜條數(shù)為57條；

按上述順序以每月15條的進度開展試驗，其中每項再按長度由長到短進行開展試驗。

3.四維度試驗策略的應(yīng)用情況

通過一年的時間，按照上述策略開展試驗，共發(fā)現(xiàn)缺陷電纜10條和隱患電纜11條，即減少了10次電纜絕緣故障，有了大幅度地提升，效果顯著。以下為某電纜測試情況。

3.1某電纜測試情況

某試品電纜長度為702m，型號為YJV-3*300mm2-8.7/15kV，運行時間3年，運行環(huán)境干燥良好，分別在650m處有電纜中間接頭，全年平均負(fù)載率為70%，最大時為89%，測試局放分布圖，如圖1所示。

從圖1中可以看出三相在575m左右的位置局放集中，且超出標(biāo)準(zhǔn)值，初步判斷為缺陷電纜，絕緣缺陷位置為575m左右，根據(jù)路徑測量發(fā)現(xiàn)此處果然存在中間接頭，在進一步核準(zhǔn)后，對該電纜中間接頭進行解剖如圖2所示。

由圖2可見，根據(jù)現(xiàn)場解剖情況，發(fā)現(xiàn)大部分中間頭均出現(xiàn)明顯放電通道。也都是由于施工單位不嚴(yán)格遵守電纜接頭施工方案施工，或施工關(guān)鍵點控制不足，在中間接頭絕緣材料與半導(dǎo)體之間形成了不合理的電場分布，加上金屬壓接管沒有完整打磨導(dǎo)致形成尖端放電，電離的銅離子因不均勻的電場力引向久而久之在形成的電樹枝放電通道里，形成局部放電加速了絕緣惡化，這些都是導(dǎo)致局放的原因。

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