35kV及以下電纜線路損壞成因及防范初探

赫留洋

（湖北瑞華科技工程管理有限公司，湖北 武漢 435003）

電力電纜因其敷設(shè)隱蔽能夠滿足城市市容和環(huán)境的要求，廣泛應(yīng)用在城市配電網(wǎng)中。隨著電纜線路的不斷增多，電纜故障發(fā)生的比例逐年上升，對(duì)電網(wǎng)的影響逐漸增大。電纜具有耐用可靠，維護(hù)量少的兩大優(yōu)點(diǎn)，也就促使其取代了高壓架空線路，而被廣泛使用。雖說電纜的耐用程度強(qiáng)，但是一旦發(fā)生損壞，就會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以要將電纜使用過程中常見的損害故障原因找到，并加以分析，制定相應(yīng)的解決措施與方案，在根本上解決此問題，減少電纜損壞事故的發(fā)生[1]。

1 35kv電纜被損壞的常見原因

1.1 電纜金屬屏蔽層接地方式不當(dāng)

35kv電纜損壞的原因就在于其采用屏蔽層一端接地另一端懸空的接線方式。在這個(gè)過程中，一旦金屬的屏蔽層一端出現(xiàn)不接地的現(xiàn)象，就會(huì)發(fā)生以下幾種情況：如果雷電流或者是過電壓波在線芯內(nèi)流動(dòng)，就會(huì)促使沖擊電壓增高；當(dāng)短路時(shí)所產(chǎn)生的電流經(jīng)過線芯時(shí)，鋁包或者是金屬屏蔽層就會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電壓升高的現(xiàn)象發(fā)生。最終就會(huì)導(dǎo)致電纜外部的絕緣層被破壞，致使接地點(diǎn)形成環(huán)流的情況出現(xiàn)[2]。

1.2 電纜終端絕緣發(fā)生損壞

電纜終端是電纜當(dāng)中最為脆弱的地方。質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的電纜，會(huì)出現(xiàn)絕緣層不均勻有偏芯的情況，這種情況就會(huì)導(dǎo)致電場出現(xiàn)變化，導(dǎo)致本該是同軸圓柱體式的電場出現(xiàn)分布不均勻的現(xiàn)象，導(dǎo)致電場集中在電纜的終端，促使電纜出現(xiàn)損壞情況。另外，當(dāng)安裝人員在安裝電纜終端時(shí)出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r，也會(huì)發(fā)生半導(dǎo)電層與電纜半導(dǎo)電層接觸不良或者是連接不上的情況。此外，如果電纜在運(yùn)行的過程當(dāng)中受到運(yùn)行電壓的影響，則電纜絕緣效果就會(huì)有所下降，電纜自身也會(huì)出現(xiàn)溫度升高、電阻加大等情況，也會(huì)導(dǎo)致電場集中在電纜終端，發(fā)生電纜被擊穿的現(xiàn)象。

1.3 外力破壞

在進(jìn)行市政建設(shè)的過程當(dāng)中，由于很多施工方施工周期較短，開挖路面時(shí)也會(huì)使用大型的施工機(jī)器，特別是在夜間進(jìn)行工作時(shí)，由于可見度較低，很多直埋的電纜路徑標(biāo)示被忽視，使電纜遭到嚴(yán)重的外力破壞，進(jìn)而發(fā)生一系列故障。

1.4 35kV戶外出線電纜頭故障引起變壓器故障

三相電纜頭最為薄弱的部位就是三岔口，如果在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，電纜頭的制作工藝不良就會(huì)導(dǎo)致電纜頭內(nèi)部受潮等現(xiàn)象的發(fā)生，非常容易引起一系列的電纜事故。

對(duì)變壓器進(jìn)行集體分析后，若是變壓器的低壓線圈和中壓線圈，產(chǎn)生過很多次短路的現(xiàn)象，那么低壓線圈就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形現(xiàn)象，通常變壓器低壓和中壓的線圈都是普通的扁銅線，導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度不高，再加上低壓線圈單螺旋結(jié)構(gòu)的因素，就導(dǎo)致變壓器抗短路的能力相對(duì)較差，如果變壓器受到的短路次數(shù)以及大電流的短路影響下，就會(huì)導(dǎo)致線圈的嚴(yán)重變形以及受損。

1.5 35kV戶內(nèi)出線電纜頭故障引起變壓器故障

戶內(nèi)電纜頭出現(xiàn)故障，從施工的工藝角度來看，除了電纜頭的制作工藝質(zhì)量不合格以外，還有就是安裝的結(jié)構(gòu)不合理，電纜線與柜體或者是相線間的絕緣距離過近，導(dǎo)致相線對(duì)屏蔽層被擊穿，進(jìn)而發(fā)生短路的現(xiàn)象。

2 故障原因歸類

2.1 外力破壞

在進(jìn)行市政建設(shè)過程當(dāng)中，由于監(jiān)管部門的監(jiān)管力度缺失，很多施工單位的野蠻施工，保護(hù)電纜的意識(shí)淺薄以及供電企業(yè)電纜走向的標(biāo)識(shí)和警示燈不夠醒目，巡查力度不足等原因都是引發(fā)電纜出現(xiàn)故障的重要因素。

2.2 電纜施工工藝不良

由于電纜施工工作人員的制作工藝不良，或者是并未按照相關(guān)的要求與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督的監(jiān)督工作沒有做到位，以及電纜頭制作過程中常常出現(xiàn)的應(yīng)力管部位密封差、工藝的質(zhì)量差，就會(huì)導(dǎo)致電纜在運(yùn)行期間出現(xiàn)電纜終端或者是接頭爆裂等現(xiàn)象。

2.3 運(yùn)行原因

在供電的高峰期，由于電纜的長時(shí)間負(fù)荷運(yùn)行，致使電纜溫度高出標(biāo)準(zhǔn)的溫度，導(dǎo)致絕緣發(fā)生老化的現(xiàn)象，以及電纜終端或者是接頭等薄弱處發(fā)生被擊穿的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致發(fā)生故障；由于電纜在運(yùn)行時(shí)受到環(huán)境影的影響較大，比如電纜受到污穢或者是潮濕等因素的影響，導(dǎo)致電纜的終端會(huì)因污穢和潮濕引起密封不良和受潮的現(xiàn)象，而引發(fā)的一系列故障[3]。

3 35kV以下電纜損壞的防范措施

3.1 改善電纜的接地方式

如果金屬的屏蔽層一端在接地的過程當(dāng)中受到損壞，那么在接地時(shí)必須要對(duì)過電壓采取一定的保護(hù)措施，并且在實(shí)際的安裝時(shí)，還要注意不同路線的情況，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇相應(yīng)的接地方式，避免出現(xiàn)安裝不合理的現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 解決電纜終端的質(zhì)量與安裝工藝的問題

如果電纜終端出現(xiàn)的質(zhì)量問題，那么首先需要考慮的就是電場的控制方法與材料的選取以及安裝工藝等方面，另外，冷縮后附件的抱緊力以及硅膠、橡膠材料的性能，和相關(guān)產(chǎn)品的儲(chǔ)蓄時(shí)間，都會(huì)不同程度的影響電纜終端的質(zhì)量，因此需要對(duì)材料進(jìn)行整改?？梢詫⒓{米粒子添加到復(fù)合材料當(dāng)中，增加其的撕裂強(qiáng)度。在對(duì)電纜的終端進(jìn)行選擇時(shí)需要考慮眾多因素，應(yīng)將電氣性能作為第一考慮要素。首先要考慮的是電纜附件的電場分布是否合理，對(duì)其進(jìn)行改善的方式方法是否標(biāo)準(zhǔn)，所使用的材料以及電氣的強(qiáng)度是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些都需要進(jìn)行仔細(xì)的考慮與分析。此外，電纜電器的性能與使用的壽命也會(huì)受到密封防潮的性能所影響，因此也要將電纜附近的防潮性充分的考慮到其中。其次，在選擇電纜附件時(shí)還要將工藝性能進(jìn)行全方面的考慮。選取的電纜附件其安裝的方式與工藝要盡可能的簡潔，方便在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝。在進(jìn)行安裝時(shí)，首先要明確電纜的彎曲半徑，做到電纜內(nèi)部可以被清晰的看見。而在安裝電纜終端時(shí)，要做的就是處理電纜的外部導(dǎo)電層端口，如果電端口出現(xiàn)尖角或者分層，那么就會(huì)導(dǎo)致局部發(fā)生電場集中的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致材料的老化，最終導(dǎo)致電纜終端被穿透，因此需要對(duì)電纜的外部導(dǎo)電端口進(jìn)行預(yù)處理。

3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量的管理

按照以往的電纜運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)電纜的采購進(jìn)行具體的統(tǒng)計(jì)，在進(jìn)行電纜的采購時(shí)要對(duì)電纜制造商進(jìn)行綜合性的考慮，要將制造商的業(yè)績及制造經(jīng)驗(yàn)考慮在其中，在到貨驗(yàn)收的環(huán)節(jié)中，必須要嚴(yán)格對(duì)貨物進(jìn)行檢查，保證收到的電纜質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)電纜設(shè)計(jì)安裝流程

在電纜進(jìn)行安裝的過程中，管理人員要積極的進(jìn)行管理工作，以保證安裝工作的質(zhì)量。管理者需要制定相關(guān)的措施，比如建立一個(gè)專項(xiàng)的管理人員，將每一個(gè)參與到施工當(dāng)中的人員個(gè)人通訊信息進(jìn)行備案留存，加強(qiáng)施工隊(duì)伍內(nèi)部的聯(lián)系，在施工場地還要設(shè)有專項(xiàng)警示牌如此處有電或者地下電纜，也要將裸露外部的過電電纜加以防護(hù)，避免工作人員出現(xiàn)觸電事故，要對(duì)鋪設(shè)后的電纜線路進(jìn)行隨時(shí)勘察實(shí)時(shí)監(jiān)控，若出現(xiàn)異常情況必須要及時(shí)進(jìn)行處理防止事故惡化。

3.4 防止外力破壞

針對(duì)市政等挖掘工程，主要預(yù)防施工破壞。建立拓步項(xiàng)目經(jīng)理、施工負(fù)責(zé)人檔案，加強(qiáng)同施工隊(duì)的聯(lián)系，及時(shí)掌握施工地段及進(jìn)度情況，派出專人向施工隊(duì)交代電纜位置，在施工路段的電力電纜路徑上插“下有電纜”的警示旗，施工工隊(duì)在裸露電纜上方設(shè)置防護(hù)架，在防護(hù)架上掛紅燈（夜間點(diǎn)亮），掛“有電危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近”標(biāo)識(shí)牌。加強(qiáng)宣傳，做到全民監(jiān)督。在進(jìn)行市政挖掘等工程時(shí)，要大力防止施工對(duì)電纜的破壞。首先應(yīng)加強(qiáng)與施工團(tuán)隊(duì)的聯(lián)系，及時(shí)了解地段進(jìn)行施工的進(jìn)度詳情，并派遣相關(guān)工作人員向施工團(tuán)隊(duì)交代電纜的具體位置，并在施工路段有電纜路徑上方插上，“上有電纜”的警示標(biāo)語，施工隊(duì)也應(yīng)在電纜裸露處的上方設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)架并掛起紅燈，或者是“有電危險(xiǎn)，請(qǐng)勿靠近”等明顯的標(biāo)示牌。

3.5 加強(qiáng)施工驗(yàn)收

在電纜到貨以后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其的檢驗(yàn)力度，若是在運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中受到損傷的電纜，不可以進(jìn)行安裝與使用，要嚴(yán)格把控施工的質(zhì)量，加大對(duì)力度對(duì)施工質(zhì)量的管控，建立完善的電纜頭制作標(biāo)準(zhǔn)，保證電纜頭制作工藝符合相關(guān)的要求。同時(shí)在進(jìn)行電纜頭的制作時(shí)，也應(yīng)有相應(yīng)的驗(yàn)收人員對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)并留影存儲(chǔ)。隱秘工程也應(yīng)在施工的過程當(dāng)中進(jìn)行中間驗(yàn)收并做好相應(yīng)的簽證，嚴(yán)禁不符合標(biāo)準(zhǔn)的施工操作，拒絕為縮短工期而忽視施工質(zhì)量的行為。嚴(yán)把電纜到貨后的驗(yàn)收關(guān)，在運(yùn)輸過程中損傷的電纜不得安裝使用。要嚴(yán)把施工質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)，加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)理，建立電纜頭制作資格證制度，保證電纜頭制作工藝，同時(shí)要求電纜頭制作中有驗(yàn)收人員旁站驗(yàn)收，留影像資料存檔。隱蔽工程應(yīng)在施工過程中進(jìn)行中間驗(yàn)收，并做好簽證。制止不符合標(biāo)準(zhǔn)的施工作業(yè)，杜絕為搶工程進(jìn)度而犧牲工程質(zhì)量的行為。

3.6 合理設(shè)計(jì)

在進(jìn)行電纜的設(shè)計(jì)時(shí)，首先要將載流量拷考慮到其中，同時(shí)還要對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)的觀察，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)電纜的走向路徑，了解電纜的負(fù)荷與電能的質(zhì)量，通過綜合的對(duì)比以后，進(jìn)一步確定電纜的截面與型號(hào)以及耐火的能力和阻燃的等級(jí)，并根據(jù)實(shí)際的地溫與并列電纜的數(shù)量和土壤的隔熱系數(shù)進(jìn)行分析調(diào)整。但是需要注意的是，如果所帶的負(fù)荷產(chǎn)生高次諧波或者是系統(tǒng)當(dāng)中還有高次諧波的分量，就會(huì)導(dǎo)致電纜的介質(zhì)消耗與輸電損耗提高，泄漏的電流也就會(huì)升高，可能會(huì)造成電纜過熱或者是干式電纜的局部放電，進(jìn)而引發(fā)電纜單向接地發(fā)生故障現(xiàn)象。因此在進(jìn)行電纜的選擇時(shí)，需要適當(dāng)?shù)膶㈦娎|的截面加大，將耐熱的等級(jí)與絕緣的能力提高。所以，在選擇電纜時(shí)適當(dāng)加大電纜截面、提高耐熱等級(jí)和絕緣水平[4]。

3.7 防止故障發(fā)生

為防止因電纜損壞誘發(fā)的設(shè)備次生故障(如變壓器等)，建議采取以下措施。

（1）變電站出線采用單芯電纜，避免電纜單相接地時(shí)三相閃絡(luò)故障。

（2）變壓器出線電纜頭采用冷縮電纜頭，避免熱縮頭制作過程中加熱不當(dāng)對(duì)絕緣造成損害。

（3）減少耐壓試驗(yàn)，增加紅外測溫。嚴(yán)密監(jiān)測電纜負(fù)荷，尤其對(duì)重負(fù)荷線路通過紅外測溫等監(jiān)測手段，對(duì)電纜頭進(jìn)行測量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)薄弱點(diǎn)，及時(shí)消缺。

（4）逐漸更換老舊電纜及附件，更換熱縮終端。

4 結(jié)束語

隨著電力使用頻率的不斷增高，潛在的危險(xiǎn)系數(shù)也在持續(xù)升高，為了避免并減少電纜出現(xiàn)的一系列損壞和故障，相關(guān)工作人員應(yīng)加大對(duì)電纜的管理與檢查的力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問題，并做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案，進(jìn)一步增加電纜運(yùn)行的安全系數(shù)。