城市高壓電力電纜運(yùn)行管理的研究

秦亞杰，許鳴吉，胡 煜

（1.國(guó)網(wǎng)南京供電公司，江蘇 南京 210019；2 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司市北供電公司，上海 200000）

0 引言

城市供電可靠性依賴于電纜線路運(yùn)行的穩(wěn)定性， 電纜線路的運(yùn)行管理是保障電纜線路運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，電纜線路的規(guī)模和運(yùn)行環(huán)境也在不斷變化， 為了適應(yīng)越來越復(fù)雜的電纜線路運(yùn)行要求， 需對(duì)城市電纜運(yùn)行管理的要點(diǎn)進(jìn)行研究，形成一套適應(yīng)當(dāng)下城市電纜運(yùn)行管理的方法，來不斷提高城市電纜的運(yùn)行可靠性， 進(jìn)而保證城市供電的可靠性［1］。 本文通過對(duì)城市電力電纜線路運(yùn)行中的故障和原因分析，結(jié)合城市電纜運(yùn)行管理現(xiàn)狀，提出了城市電力電纜的精益化運(yùn)維管理方法， 對(duì)保障城市高壓電纜穩(wěn)定運(yùn)行起到了積極作用。

1 城市電力電纜線路運(yùn)行中的故障和原因分析

城市電力電纜線路故障主要分為高阻故障、低阻故障、開路故障以及閃絡(luò)性故障。城市電纜發(fā)生故障時(shí)， 故障點(diǎn)部位殘留的絕緣電阻阻值超過電纜特性阻抗的10 倍，會(huì)導(dǎo)致高阻故障；城市電纜發(fā)生故障時(shí)， 故障點(diǎn)部位殘留的絕緣電阻阻值小于電纜特性阻抗的10 倍，會(huì)導(dǎo)致低阻故障；故障發(fā)生時(shí)電纜內(nèi)部的纜芯絕緣情況無異常， 但是電纜內(nèi)部存在一芯導(dǎo)體或者多芯導(dǎo)體發(fā)生斷裂， 會(huì)導(dǎo)致電纜線路發(fā)生開路故障； 閃絡(luò)性故障通常出現(xiàn)在電纜接頭和終端頭部位，多發(fā)生于預(yù)防性試驗(yàn)狀態(tài)下。當(dāng)試驗(yàn)電壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，泄漏電流突然升高，泄漏電流表的表針間歇性地?cái)[動(dòng)，此時(shí)如果電壓下降，這種現(xiàn)象會(huì)隨著電壓的下降而消失， 但是因?yàn)殡娎|的絕緣還在高阻值狀態(tài)，這樣就會(huì)導(dǎo)致閃絡(luò)性故障［2］。

造成城市電力電纜線路運(yùn)行異常， 出現(xiàn)故障的原因主要有4 個(gè)方面：

1）人為原因。 操作人員沒有按照安裝標(biāo)準(zhǔn)安裝電纜頭，造成電纜頭外部絕緣受損，電纜實(shí)際彎曲半徑過小，不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。違規(guī)的人為操作還會(huì)導(dǎo)致電纜頭出現(xiàn)接觸不良以及接地不可靠等現(xiàn)象。 這些可能出現(xiàn)的不良現(xiàn)象都會(huì)影響電纜頭發(fā)揮自身性能，很容易被外力擊穿而導(dǎo)致故障。 此外，電纜因人為機(jī)械性損傷而導(dǎo)致性能下降， 長(zhǎng)期運(yùn)行在發(fā)熱狀態(tài)下容易發(fā)生燒毀等嚴(yán)重故障［3］。

2）環(huán)境影響。 電纜在潮濕等不適宜的環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致絕緣性能下降，使絕緣層的抗擊穿能力下降，這種情況下容易發(fā)生擊穿短路故障， 嚴(yán)重的情況還會(huì)導(dǎo)致燒毀等嚴(yán)重故障。

3）制造工藝。 生產(chǎn)制造過程中工藝水平不高會(huì)導(dǎo)致電纜下層保護(hù)套或主絕緣層受損， 不按標(biāo)準(zhǔn)扎PVC 膠帶，導(dǎo)致扎得不嚴(yán)密。工藝水平不夠還會(huì)導(dǎo)致在電纜上留下棱邊、毛刺和尖角等不良痕跡。這些問題都有可能導(dǎo)致電纜擊穿故障。

4）附件問題。 電纜線路的相關(guān)附件質(zhì)量也會(huì)影響電纜本身性能， 電纜附件有問題容易導(dǎo)致絕緣下降，電纜就容易被外力擊穿，還有可能導(dǎo)致電纜過熱而燒毀。

2 城市電纜運(yùn)行管理現(xiàn)狀

隨著城市電纜運(yùn)行規(guī)模增大， 對(duì)城市電纜的管理也越來越復(fù)雜。人為因素雖然有意和無意之分，但是對(duì)電纜線路的傷害無疑是巨大的， 如何防止人為外破是目前城市電纜運(yùn)行管理面臨的最重要的問題之一［4］。 因?yàn)槭┕と藛T對(duì)施工規(guī)范不熟悉，對(duì)原有的管線走向、敷設(shè)方式、材料以及附屬設(shè)施等未進(jìn)行有效核對(duì)， 不能嚴(yán)格按圖紙施工等， 都會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量問題，甚至發(fā)生安全事故。

運(yùn)行環(huán)境也對(duì)城市電纜的運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生了威脅， 如電纜終端面臨的風(fēng)偏放電、 線路污閃和冰害等。城市電纜線路在運(yùn)行過程中還面臨著走廊問題，走廊問題中最小寬度是由導(dǎo)線的分布方式和鐵塔的構(gòu)造決定的，隨著電網(wǎng)規(guī)模和建設(shè)速度的不斷增長(zhǎng)，線路走廊的需求也越來越多。 走廊線路的森林砍伐和人口搬遷的社會(huì)問題也越來越多， 這些問題都影響著電力電纜線路的建設(shè)及運(yùn)行。

雖然現(xiàn)在高壓電纜制造工藝水平不斷提高，但是在制造過程中還存在著因?yàn)楣に囁讲粔蚨鴮?dǎo)致的電纜缺陷， 這些缺陷都有可能影響電力電纜的絕緣問題，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)舸┕收?。附件質(zhì)量對(duì)電力電纜能否穩(wěn)定運(yùn)行影響也非常大， 在高壓電力電纜運(yùn)行過程中， 仍然存在著因?yàn)楦郊|(zhì)量不過關(guān)或者是附件安裝不過關(guān)導(dǎo)致的安全問題。

3 城市電力電纜的精益化運(yùn)維管理

面對(duì)城市電纜運(yùn)行管理的復(fù)雜現(xiàn)狀， 必須采用精益化的運(yùn)維管理，有效防止外力破壞，并實(shí)現(xiàn)可靠的線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3.1 對(duì)電纜從業(yè)人員的精益化管理

電力電纜的施工隊(duì)伍越來越龐大， 電纜施工質(zhì)量不均衡和局部質(zhì)量下降問題也越來越突出。 部分電纜施工單位質(zhì)量管控和安全意識(shí)不夠， 遇上電纜施工趕工期， 甚至讓一些沒有工作資質(zhì)的人參與到施工當(dāng)中，造成了電力電纜運(yùn)行故障日益增加。電力電纜相關(guān)技術(shù)人才的供不應(yīng)求也會(huì)影響電纜設(shè)備質(zhì)量。 企業(yè)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)員工培訓(xùn)，可以聘請(qǐng)相關(guān)電纜專業(yè)專家進(jìn)行理論授課，不斷提升專業(yè)技能，增加專業(yè)的電纜專業(yè)從業(yè)人員數(shù)量。參與到電力電纜施工的人員必須經(jīng)過考核把關(guān)，除此之外，還要做好責(zé)任到人、不定期抽查等工作，進(jìn)一步保障電力電纜施工質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)電力電纜建設(shè)監(jiān)督管理力度

加強(qiáng)電力電纜建設(shè)監(jiān)督管理力度主要是監(jiān)督電力電纜質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)電纜的管理，利用新技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決電纜存在的問題。 加強(qiáng)監(jiān)督從設(shè)計(jì)階段的圖紙審查開始， 防止因設(shè)計(jì)缺陷造成電力電纜不能正常運(yùn)行，例如電纜走廊選擇、終端塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施安裝以及敷設(shè)方式安排等都有可能在設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)問題。 加強(qiáng)對(duì)前期圖紙審查，對(duì)不規(guī)范、不合理的設(shè)計(jì)提出修改意見。 對(duì)電力電纜線路建設(shè)過程的把控是保障線路安全的重要保障， 運(yùn)行管理部門要對(duì)施工過程加強(qiáng)監(jiān)督、 對(duì)土建和電氣作業(yè)分項(xiàng)驗(yàn)收、對(duì)頂管等隱蔽工程進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中的問題和缺陷， 避免電力電纜線路帶缺陷運(yùn)行。驗(yàn)收檢查過程中可以使用新技術(shù)輔助判斷，例如在線局部放電監(jiān)測(cè)技術(shù)和紫外線紅外線溫度測(cè)量技術(shù)等，有助于提早診斷出電纜故障，保障監(jiān)測(cè)電纜的管理質(zhì)量［5］。

3.3 電力電纜規(guī)范化作業(yè)的精益化管理

對(duì)新投運(yùn)的線路要進(jìn)行環(huán)境評(píng)估工作、 設(shè)備的基礎(chǔ)資料整理， 以及坐標(biāo)、 終端和溝井照片等資料的收集。企業(yè)還要建立電纜操作規(guī)范化管理體系，其中包括設(shè)備的運(yùn)行分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和臺(tái)賬等，每個(gè)階段的數(shù)據(jù)分析報(bào)告都要完善， 報(bào)告中要體現(xiàn)每個(gè)階段的運(yùn)行情況和故障情況，突出的問題要及時(shí)處理。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)范化操作要進(jìn)行監(jiān)督，不定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽查，進(jìn)一步推進(jìn)電纜精益化管理以及電纜作業(yè)規(guī)范化制度的實(shí)施［6］。

3.4 有效防止對(duì)電力電纜的外力破壞

政府和相關(guān)單位要加強(qiáng)監(jiān)督， 加強(qiáng)公眾對(duì)公共設(shè)施的保護(hù)意識(shí)。對(duì)電力電纜建立適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，有效防止對(duì)電力電纜的外力破壞。 既要有事先預(yù)防措施，還要有及時(shí)搶修預(yù)案。

電纜運(yùn)維單位需制定合理巡視計(jì)劃， 實(shí)時(shí)把控電纜走廊開挖過程中的危險(xiǎn)點(diǎn)， 針對(duì)性地開展巡視和監(jiān)護(hù)工作，主動(dòng)跟進(jìn)施工情況，牢牢把握施工安全的主動(dòng)性。電纜走廊的路徑和警示標(biāo)志準(zhǔn)確，必要的地方還要增設(shè)宣傳標(biāo)志，多渠道宣傳，增強(qiáng)公眾對(duì)電力電纜的保護(hù)意識(shí)，防止外力對(duì)電力電纜的破壞［7］。對(duì)非常關(guān)鍵和危險(xiǎn)性很大的項(xiàng)目，要集思廣益，做好電纜保護(hù)方案。 避免因趕進(jìn)度而忽視其他管線的保護(hù)工作，運(yùn)維單位要及時(shí)監(jiān)督，制止野蠻施工，必要時(shí)可采取報(bào)警等強(qiáng)制措施來避免惡性事件發(fā)生。

運(yùn)維管理部門要組建快速搶修小組， 提前做好應(yīng)急搶修方案，按人數(shù)合理分配出勤組和備勤組，任務(wù)下達(dá)后出勤組負(fù)責(zé)及時(shí)搶修，備勤組負(fù)責(zé)解釋、安撫。對(duì)出勤組無法第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的情況，要及時(shí)聯(lián)系事故附近單位派人員到現(xiàn)場(chǎng)做好安全措施。 對(duì)重點(diǎn)區(qū)域和存在危險(xiǎn)隱患的區(qū)域， 要不定期開展演練，制定相關(guān)應(yīng)急預(yù)案［8］。

3.5 完善電力電纜線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)

電力電纜線路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)有利于缺陷發(fā)現(xiàn)、事故預(yù)防及資產(chǎn)管理。及時(shí)掌握老舊電纜線路狀態(tài)，及時(shí)消除隱患和缺陷，避免可能發(fā)生的事故，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性。

周期性開展紅外測(cè)溫工作， 重點(diǎn)檢測(cè)終端頭等部位， 對(duì)疑似的發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行跟蹤， 定期進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，結(jié)合發(fā)熱部位和歷史數(shù)據(jù)綜合分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。

定期開展線路環(huán)流測(cè)量工作， 停電時(shí)可進(jìn)行護(hù)層絕緣電阻測(cè)試，還可以配合交叉互聯(lián)系統(tǒng)測(cè)試，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)， 對(duì)電纜絕緣和交叉互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。隨著運(yùn)行時(shí)間增加，部分線路的絕緣會(huì)有不同程度的下降，通過定期檢查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。

測(cè)量局部放電也是監(jiān)測(cè)線路絕緣情況的有效手段。局部放電的監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期工作，要為電纜的局部放電情況建立數(shù)據(jù)庫(kù)，以便于對(duì)比分析，及時(shí)了解電纜線路絕緣劣化的情況。 對(duì)存在局部放電的終端和接頭要及時(shí)復(fù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力電纜線路的絕緣缺陷［9］。

對(duì)電力電纜隧道進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)， 在隧道內(nèi)加裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)隧道環(huán)境、電纜溫度以及電纜的局部放電等情況。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可通過后臺(tái)系統(tǒng)積累、分析，為后續(xù)高質(zhì)量完成電纜運(yùn)維檢修工作打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 對(duì)電力發(fā)展質(zhì)量要求也越來越高。 電力電纜線路作為保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)工程， 不斷提高其運(yùn)行質(zhì)量是電力電纜運(yùn)行人員所面臨的一個(gè)難題。 加強(qiáng)城市電力電纜的精益化運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)電力電纜線路的安全可控，保障供電穩(wěn)定可靠。