10kV配網電纜安全運行分析

楊宗遠

摘要：為保證配網電纜的安全可靠運行，使配網電纜的運行管理達到安全與規(guī)范的目的，本文結合個人工作實際，分析目前10kV電力電纜在配網運行中存在的問題.闡述了電纜的敷設規(guī)定、巡視檢查等，對提高電纜運行管理水平提出改進意見，并展望10kV配網電纜運行管理中新技術的應用。

關鍵詞：配網電纜；電纜敷設；巡視檢查；技術

前言

隨著經濟的高速發(fā)展及城市規(guī)模不斷擴大，lOkV電纜在配網建設改造中得到越來越廣泛的應用。當配網電纜線路投入電力系統運行過程后，其運行工作的水平將直接關系到電纜線路設備的供電可靠性、線路的可用率和電纜線路的事故率。為了保證電力電纜的安全可靠運行，全面掌握電力電纜的運行狀況，必須加強對電力電纜線路的運行管理，以實現電網的安全、經濟、可靠運行的目的。

1目前10kV配網電纜在運行中存在的問題

電纜線路是指采用電纜輸送電能的線路，主要由電纜本體、電纜中間頭、電纜終端頭等組成，一般敷設在地下。與架空線路相比，電纜線路具有以下優(yōu)點：（1）不受自然氣象條件的干擾；（2）不受沿線樹木生長的影響；（3）有利于城市環(huán)境美化；（4）不占地面走廊，同一地下通道可容納多回線路；（5）有利于防止觸電和安全用電；（6）維護費用小。但同時也存在投資建設成本大；運行維護難度大；故障修復時間長等缺點。

配電線路的絕緣化是城市建設發(fā)展與配網安全運行的必然要求，也是配網發(fā)展的必然趨勢。由于電纜運行相對穩(wěn)定，且受外界影響小，有利于環(huán)境美化等諸多優(yōu)點，所以在配網建設改造中得到廣泛應用。從運行情況看，中間接頭是電纜運行中最薄弱的環(huán)節(jié)，這受設計、施工、設備質量、運行環(huán)境等多方面的影響。近幾年配網改造中大量采用了冷縮型電纜附件，技術比熱縮附件有了改進，安裝也比以前方便發(fā)很多，但從運行來看，冷縮型中間接頭的故障率較高。主要原因有如下幾點：

（1）外部運行環(huán)境惡劣。部分電纜中間接頭長期運行在潮濕的環(huán)境中或直接浸泡在水中，加上缺乏有效的防范手段，因此故障時有發(fā)生。

（2）電纜中間接頭制作工藝問題。從近期配網電纜故障分析中得知，很多故障是由電纜中間接頭制作工藝達不到技術要求而引起的?？偨Y起來主要有以下幾點：

a在潮濕的氣候條件下作接頭，使接頭封裝物內混入水蒸氣，形成閃絡性故障；

b剝電纜半導體層時用力過大，造成主絕緣破壞，留下較深的刀痕，且又沒有進行很好地處理；

c在主絕緣的刀痕中留有半導體顆粒，沒有處理干凈；

d中間頭半導體層沒有和電纜半導體層完全連接；

e.絕緣套管的位置不正確，導致其中一邊的絕緣距離偏小。在運行中部分電纜導體內部進水，而又不容易被發(fā)現，這對電纜的安全運行造成極大危害，因為電纜導體內部進水后，電纜絕緣體會受到不同程度地水樹劣化，加速絕緣體的老化，大大縮短電纜使用壽命。

10kV電纜的周期預試難以開展。一是配網規(guī)模大，電纜化率高，預試工作量相當大，按正常周期開展要消耗大量的人力、物力，并影響到其它日常工作；二是預試停電時間長，不能滿足供電可靠性的要求；三是耐壓試驗本身是破壞性試驗，對電纜會有一定的損傷，縮短使用壽命。

另外，配電設備正朝著小型化的方向發(fā)展，新的開關柜越來越緊湊，電纜終端頭安裝室越來越小，而為了提高線路的載流量，電纜截面卻越來越大，這也給電纜的安裝施工帶來很大的不便。

2電纜敷設的規(guī)定

2.1對直埋式電纜的規(guī)定

（1）直接埋在地下的電纜適用于鎧裝和交聯電纜。在選擇直埋電纜線路時，應注意直埋電纜周圍的土壤，對有可能出現的電解腐蝕、化學腐蝕、熱影響及小動物活動的地點敷設電纜應采取防止損傷的措施。

（2）電纜埋置深度（由地面至電纜外皮）0.7m，如電纜穿越農田時，為防止被農業(yè)機械挖掘，可適當考慮加深。

（3）敷設在郊區(qū)及空曠地帶的電纜線路，應豎立電纜位置標志。

（4）電纜與樹木主干的距離一般不宜少于0.7m。若城市綠化個別地區(qū)達不到上述距離時，可采取措施，協調解決。

（5）電纜與城市管道、公路或鐵路交叉時，應敷設于管中或隧道內，管的內徑不應小于電纜外徑的1.5倍，且不得小于100mm；管頂距鐵路路軌底或公路路面深度不應小于1m，管長除跨越公路或軌道寬度外一般應在兩端各伸長2m，在城市街道，管長應伸出車道路面。

（6）電纜直接敷設時，應在電纜溝底鋪上一層磚，兩邊應放磚，電纜敷設以后，上面應鋪100mm的砂層，然后蓋上一層磚。

（7）直埋電纜自溝引至隧道、人井及建筑物時，應穿在管中，并在管口加以堵塞，以防漏水。

（8）電纜從地下或電纜溝引出地面時，地面上2m的一段應用金屬管或罩加以保護，其根部應伸入地面以下0.1m。

（9）地下并列敷設的電纜，其中間接頭盒位置須相互錯開，其凈距不應小于0.5m。

2.2對安裝在溝內和隧道內電纜的規(guī)定

（1）敷設在溝內和不填砂土的電纜溝內的電纜，應采用裸鎧裝或非易燃性外護套電纜。

（2）電纜在隧道內和電纜溝內宜保持有關規(guī)定所列的敷設的其他電纜同一長度范圍內，應采用防火涂料，包帶作防火延燃處理。

（3）電纜固定于建筑物上，水平裝置時，電力電纜外徑大于50mm時每隔100mm宜加支撐，電力電纜外徑小于50mm時每隔600mm宜加支撐，排成正角形的單芯電纜每隔1000mm應用綁帶扎牢，垂直安裝時電力電纜每隔1000～1500mm應進行固定。

（4）電纜隧道和溝的全長應裝設有連續(xù)的接地線，接地線的兩頭和接地極連通，接地線的規(guī)格應符合《電力設備接地設計技術規(guī)程》的要求，電纜鉛包和鎧裝除了有絕緣要求以外，應全部互相連接并和接地線連接起來。

（5）裝在戶外以及安裝在水井、隧道和電纜溝內的金屬結構物，應全部鍍鋅或涂以防銹漆。

（6）電纜隧道和溝應具有良好的排水設施，電纜隧道應具有良好的照明設施和良好的通風設施。

2.3安裝電纜的其他要求

（1）電纜中間接頭和兩端終頭應有可靠的防水密封，以防水浸入；對電纜中間接頭和終端頭，應通過試驗鑒定。

（2）電纜溝、隧道及水井內電纜的中間接頭，以及電纜兩端的終端頭應安裝銘牌和相應標志牌，其相序色和系統相序色相同。

（3）安裝電纜接頭或終端頭應在氣候良好的條件下進行，盡量避免在雨天、風雪天或溫度較高的環(huán)境下安裝；安裝戶外接頭和終端頭時，應有防止灰塵和污物的措施。

（4）敷設電纜時，如電纜存放在敷設前24h內的平均溫度以及施工現場的溫度低于一定數值時，應將電纜預先加熱。

3電纜的巡視檢查

（1）運行人員是管轄電纜線路直接設備的主人，運行水平的高低直接關系到設備的狀況和安全運行，責任重大，因此要求每個運行人員必須樹立高度的責任感，認真負責，扎扎實實地做好運行工作。

（2）運行人員應做到“三熟三能”。“三熟”是指：熟悉所管所轄線路的設備情況，對基本參數、型號等應了如指掌；熟悉缺陷情況及事故規(guī)律；熟悉本規(guī)程及有關規(guī)程和制度。“三能”是指：能正確判斷缺陷和事故隱患；能掌握一般的測試技能；能積累和建立運行技術資料。

（3）必須按規(guī)定的周期、項目、標準對電纜線路定期或不定期地巡視、檢查和測試，并認真做好記錄。

（4）定期巡視。對所管轄的電纜線路、設備要認真檢查，要特別注意周圍環(huán)境的變化，不得在線路遠處一望而過。

（5）不斷積累和整理運行技術資料。要求設備臺賬及缺陷記錄等各種資料正確無誤，缺陷上報及時，臺賬與實際情況相符。

（6）新建和大修改進的工程，要做好質量監(jiān)督以及工程竣工后的驗收工作。

（7）運行人員負責電纜線路的故障巡查，并參加事故處理和調查分析。

4關于提高配網電纜運行管理水平的建議

（1）建立并完善配網GIS系統。隨著配電網的不斷壯大，配電設備快速增加，網絡結構也日益復雜，城市電纜化率已經達到80%以上，巡視起來比較困難，運行維護工作量增大。所以在GIS圖中要準確標注電纜的路徑、電纜中間接頭的確切位置及其型號等。

（2）不斷更新、完善電纜臺帳，特別是建立、健全電纜中間接頭臺帳，注明電纜路徑、型號、電纜中間接頭規(guī)格、制作人員、制作時間、制作地點（GPS定位）、溫度、天氣情況等。

（3）加強施工人員的技術培訓，實行持證上崗，并制定嚴厲的考核制度。

（4）直埋電纜應加裝標志樁，標志樁應與實際路徑相符，間距符合要求，標志清晰、牢固、耐用。

（5）電纜掛牌要準確，GIS資料、掛牌與現場實際一致。在同一通道中，往往有很多條電纜集中在一起，路徑交錯復雜，難以辨別，所以在配網改造施工時一定要及時、正確地給每條電纜掛牌。

（6）簡化電纜預試工作，逐步向狀態(tài)檢修的方向過渡。據了解，大多電力企業(yè)10kV電纜的預試工作均不能按周期要求進行，而是采用故障搶修的方式。所以，抓好電纜施工的管理、保證施工質量，從源頭杜絕隱患。

（7）預留的電纜盡量不要放在中間接頭井中。習慣上為了方便，預留電纜往往放在中間接頭井中，萬一發(fā)生故障后，重新制作比較方便。但從電纜本身的結構及運行安全性的角度來看，這種做法欠妥。因為電纜長期受到彎曲放置后，其導體、絕緣層、屏蔽層等都已經定型，而故障后重新將它拉伸，破壞了其已形成的固有結構，在這部分重新制作中間接頭將使得缺陷更容易暴露出來，更容易導致故障發(fā)生。

5新技術應用及展望

（1）采用模塑電纜中間接頭。它是通過在現場將兩根電纜澆鑄而成，相當于使兩根電纜成為一個整體，使用這種電纜中間接頭故障率大大降低，安全可靠性得到提高。但制作時間遠遠長于目前常用的熱縮和冷縮型中間接頭。

（2）開展電纜在線局放監(jiān)測。電纜在線局放監(jiān)測系統可快速的對中高壓電網中電纜及附件的局部狀況進行快速檢測，獲取有關電纜局放的重要數據，并且基于當前狀態(tài)可制定出電纜等高壓設備的維護計劃，如進行離線局放測試等，安裝和使用方便，不需要停電。因此，這種技術在很多國家已得到廣泛應用。

（3）利用紅外熱像儀對電纜中間接頭進行監(jiān)測。電纜中間接頭故障一般有一個發(fā)展階段，如內部產生電弧、溫度升高等，經過長期運行逐步暴露出來。理論上紅外熱像儀具備測試物體內部溫度的功能，可以通過測試電纜中間接頭處和電纜其它部分的環(huán)境溫度，來判斷其內部是否存在發(fā)熱等情況。

（4）應用電纜修復液注入技術。電纜導體中的水分將大大縮短電纜的使用壽命。電纜修復液注入技術是通過向電纜中注入一種特制修復液，修復液遇水后生成一種膠狀物附著在受損電纜絕緣內表層，阻止水分對絕緣體的進一步破壞，在一定程度上修復了水樹侵蝕所造成的缺陷，可延長電纜的使用壽命。

（5）采用單相接地故障指示儀。目前大量使用的線路短路故障指示儀，對于快速判斷短路故障區(qū)域有很大的幫助，尤其是對電纜線路，該技術比較成熟，正確率也相當高。但它對于單相接地故障的判斷較困難，雖然現在有些廠家推出了單相接地故障指示儀，但實際運行的效果如何還有待時間的檢驗。

（6）研究應用智能配電技術，加快配網自動化建設。研究配電電網通信、裝備和饋線等方面的智能技術，開展配網設備狀態(tài)檢測、狀態(tài)評價及風險評估技術研究，逐步開展配網自動化建設。

6結語

當配網電纜線路投入電力系統運行過程后，其運行工作的水平將直接關系到電纜線路設備的供電可靠性、線路的可用率和電纜線路的事故率。不斷提高電纜運行管理水平是配網安全運行的必然要求，所以我們要在工作中不斷總結經驗教訓，積極主動了解電纜運行方面的新技術、新設備，并投入到實踐中，不斷提高配網的安全運行水平，保證配網安全、可靠、穩(wěn)定運行。