10kV及以上電力電纜運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)分析

國(guó)網(wǎng)浙江杭州錢塘區(qū)供電公司 邵 雯

通過(guò)對(duì)各大城市輸電線路的故障頻數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，自1997年以來(lái)10～220kV線路的線路故障率逐年遞減，但與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大差距。我國(guó)對(duì)電纜行業(yè)的關(guān)注不夠，線路的鋪設(shè)和安裝質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)和維修技術(shù)都比較落后。近年來(lái)我國(guó)的城市輸配電網(wǎng)絡(luò)普遍使用了地下電纜，由于電纜自身的絕緣制造、電纜附件的施工和安裝等原因造成了電纜的運(yùn)行故障。一般電力電纜運(yùn)行故障分成四類：外力的破壞、自然原因、質(zhì)量不合格、施工工作質(zhì)量。

對(duì)于10kV及以上的電纜，出現(xiàn)的故障種類較多，與110kV以上的電纜相比其運(yùn)行要求不高，即使有輕微的磨損也可正常工作。另外根據(jù)電纜的失效特征，可將其劃分為高電阻故障和低電阻故障。當(dāng)直流電壓出現(xiàn)故障時(shí)，高阻值可提高10倍，而低阻值則是當(dāng)電阻低于200歐姆時(shí)線路就會(huì)發(fā)生故障。

1 10kV及以上電力電纜運(yùn)行故障的原因

1.1 外力的破壞

當(dāng)電力電纜遭受外力破壞時(shí)，可將其劃分為直接外力和間接外力，其中直接的外力損壞就是在城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中被大型機(jī)械給摧毀，挖掘機(jī)、風(fēng)鎬、鏟土機(jī)等都會(huì)對(duì)電纜產(chǎn)生直接的損壞，從而引起電纜的短路和出現(xiàn)故障，還有可能造成電纜的絕緣損壞，如果不加以有效的處理，將會(huì)對(duì)電纜造成很大的損害；間接損壞是指在城市建設(shè)中，從建筑工地到光纜都要有一定的距離，由于施工設(shè)備不會(huì)對(duì)電纜造成直接的傷害，因此現(xiàn)場(chǎng)的工人和電纜巡查人員并不會(huì)發(fā)現(xiàn)。在進(jìn)行工程的過(guò)程中，必然會(huì)對(duì)周邊的建筑物以及地面產(chǎn)生一些影響，如果地面坍塌就會(huì)引起電纜的運(yùn)動(dòng)，從而破壞電纜的金屬外殼、產(chǎn)生絕緣層的錯(cuò)位，留下安全隱患。

1.2 自然原因和人為原因

大部分的電纜都是埋在地下的，因?yàn)榈叵碌奶厥?，土壤的酸堿度也會(huì)有很大的差別，例如靠近廠房的電線會(huì)被腐蝕、損壞；其次有些地區(qū)的土壤比周圍的溫度要高，所以電纜線在這種情況下最容易產(chǎn)生膨脹。工作人員在鋪設(shè)電纜時(shí)要注意把接頭部位的安全隱患給排除掉，特別是在潮濕地區(qū)，電線接頭很容易被水浸透、從而導(dǎo)致漏電，給人們帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。電線的內(nèi)部含有大量的金屬，這種金屬在市面上的價(jià)格總是很高，所以經(jīng)常會(huì)有人來(lái)偷盜。在城市的某些偏僻地區(qū)經(jīng)常會(huì)有不法份子偷電線，所以在偷電線時(shí)會(huì)對(duì)相應(yīng)的線路進(jìn)行一定的損壞，導(dǎo)致電纜的失效[1]。

1.3 電纜使用的附件質(zhì)量不合格

普通的電纜配件是多層固體絕緣的。在生產(chǎn)、安裝過(guò)程中存在著各種各樣的問(wèn)題，容易造成了電纜的故障。一是在電纜中間接頭處采用密封，由于設(shè)計(jì)中存在著地下水濕度超標(biāo)的問(wèn)題，而電泳法是在電場(chǎng)中進(jìn)行的，通過(guò)方向變換會(huì)逐步地被插入到線纜的中心節(jié)點(diǎn)，然后在界面上形成電水珠。由于這一現(xiàn)象將使電阻的功率降低，使接觸表面放電并使電纜內(nèi)部發(fā)生短路；二是在使用過(guò)程中由于環(huán)境、溫度等原因，導(dǎo)致電纜在使用過(guò)程中存在著熱脹冷縮的問(wèn)題，特別是在熱收縮后，由于附件不會(huì)產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致絕緣層和光纜附件之間產(chǎn)生呼吸作用，同時(shí)空氣中的濕度大、容易造成附件內(nèi)部的短路失效。

三是線纜連接的失效。該失效為一種預(yù)型式的失效，其端部的彈性和定伸性均不理想，從而造成了由附屬?gòu)?fù)合界面所構(gòu)成的夾持度達(dá)不到所要求的壓力標(biāo)準(zhǔn)，即使是在干燥的情況下在接觸面上也會(huì)發(fā)生放電并引起安全事故。由于材質(zhì)的原因電纜配件也會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。當(dāng)遇到明顯的天氣條件時(shí)，電纜配件會(huì)提前失效，或是由于電纜末端材料的老化而產(chǎn)生泄漏?？諝赓|(zhì)量會(huì)對(duì)電纜的使用狀況造成很大的影響，讓工作環(huán)境逐步惡化，從而導(dǎo)致電纜附件的絕緣層及端部邊緣產(chǎn)生放電，引起電纜失效[2]。

1.4 電纜施工工作質(zhì)量有問(wèn)題

在鋪設(shè)電力電纜的過(guò)程中，由于地理?xiàng)l件、施工人員的技術(shù)和時(shí)間等因素的影響，往往會(huì)使電纜的鋪設(shè)受到很大的限制。同時(shí)也容易造成電纜進(jìn)水、金屬屏蔽、外殼保護(hù)膜損壞等問(wèn)題，所以在鋪設(shè)電纜時(shí)很容易出現(xiàn)受潮的情況，從而導(dǎo)致提前出現(xiàn)操作失效的問(wèn)題。根據(jù)以往的建筑經(jīng)驗(yàn)，這種類型的故障在全部的失效中占據(jù)了一成左右，但是這種現(xiàn)象可預(yù)防。施工方在工作時(shí)并未注意預(yù)防，在建造前若能對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)試則不會(huì)有工作品質(zhì)問(wèn)題。

電纜本身的生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題。首先要注意到電纜絕緣中的微孔、雜質(zhì)的大小、數(shù)目、絕緣層的離心性。近年來(lái)電力電纜的生產(chǎn)技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，而且電纜本身的質(zhì)量也有了很大的改善。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，一些線材生產(chǎn)商往往會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中盡量采用負(fù)容限來(lái)減少生產(chǎn)成本，從而導(dǎo)致線纜本身質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行電纜敷設(shè)的過(guò)程中，由于地理環(huán)境、施工人員技術(shù)、工期等因素的影響，電纜出現(xiàn)了金屬屏蔽、外部保護(hù)套損壞、電纜進(jìn)水等問(wèn)題，從而造成電纜在鋪設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)了電纜的受潮現(xiàn)象，從而在使用過(guò)程中出現(xiàn)了提前失效的現(xiàn)象。從以往的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看該問(wèn)題占據(jù)了一成，實(shí)際上這種施工意外是可避免的。

2 10kV及以上電力電纜運(yùn)行的策略

2.1 改善電纜的材料

電纜的使用壽命不僅決定了其材質(zhì)的優(yōu)劣，也是確保其不會(huì)受到更多的外力損害的一個(gè)重要保障。所以在進(jìn)行鋪設(shè)前須確保所用的材料符合要求。根據(jù)電氣工作特性，選用電纜材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮選用具有較高溫度和較好的絕緣性能。在選購(gòu)電線時(shí)，應(yīng)先確定材質(zhì)廠商是否有相應(yīng)的資質(zhì)并達(dá)到國(guó)家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外在鋪設(shè)完電纜后要進(jìn)行定期的保養(yǎng)，并對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)和檢測(cè)，避免出現(xiàn)故障、老化，減少檢修的次數(shù)和頻率。

2.2 強(qiáng)化電纜運(yùn)行管理

對(duì)每一項(xiàng)工作來(lái)說(shuō)，要提高工作效率，逐漸的加強(qiáng)管理是提高工作效率的先決條件，為保證電纜在最大程度上保持正常、穩(wěn)定的工作、降低發(fā)生事故的概率，須加強(qiáng)對(duì)電纜的管理，使發(fā)生故障的概率降到最低。

加強(qiáng)電力電纜的運(yùn)營(yíng)管理須做到：要定期開(kāi)展挖掘工作，每年一次。在實(shí)際施工中應(yīng)檢測(cè)接頭有無(wú)發(fā)熱、有無(wú)積水等情況，并應(yīng)留意有無(wú)白蟻。安全隱患一經(jīng)發(fā)現(xiàn)必須立即進(jìn)行維護(hù)；對(duì)電纜末端進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，以盡量避免出現(xiàn)電纜末端接頭的情況，必須進(jìn)行一次以上的檢測(cè)；對(duì)使用15年以上的電纜須進(jìn)行挖掘，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行重點(diǎn)檢查，如安裝自動(dòng)饋電保護(hù)裝置、隔離其他故障電纜。強(qiáng)化的管理一直是提高工作效率的重要先決條件，為防止在使用中頻繁發(fā)生故障，須加強(qiáng)對(duì)電纜的管理以降低事故發(fā)生率。

2.3 嚴(yán)格驗(yàn)收電纜敷設(shè)質(zhì)量

質(zhì)量驗(yàn)收是衡量電纜工程是否合格的重要指標(biāo)，也是保證其安全運(yùn)行的一個(gè)重要保證。對(duì)電纜的質(zhì)量驗(yàn)收主要體現(xiàn)在消防設(shè)備的設(shè)置上，不但要檢查電線表面有沒(méi)有涂上阻燃劑，且要在電線較多地方看有沒(méi)有安裝防火板，如發(fā)現(xiàn)不符合要求，應(yīng)及時(shí)通知電纜施工方并督促其及時(shí)進(jìn)行返工調(diào)試。

2.4 電力電纜線路的交接和預(yù)防性試驗(yàn)

目前我國(guó)電力電纜絕緣線路普遍推薦使用OW、VLF和20～300Hz的交流電壓測(cè)試，由于缺少測(cè)試手段和測(cè)試規(guī)范，許多操作單位仍將直流電壓測(cè)試作為預(yù)防性測(cè)試和竣工驗(yàn)收測(cè)試。如果工作人員采用直流耐壓測(cè)試方法，不僅無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜存在的安全隱患，且可能會(huì)對(duì)電纜本身產(chǎn)生一定的損傷，從而讓電纜在使用過(guò)程中發(fā)生早期失效。在測(cè)量故障點(diǎn)前務(wù)必做好保護(hù)措施，在距離故障發(fā)生地點(diǎn)lm處將發(fā)生故障的相線切斷，然后用絕緣電阻儀對(duì)線路進(jìn)行測(cè)量，最后得到準(zhǔn)確的故障點(diǎn)。

綜上，10kV及以上電纜的運(yùn)行故障原因有外部破壞、電纜附件制造缺陷、電纜安裝缺陷、電纜系統(tǒng)缺陷等。在不考慮外部失效的情況下，電纜在1～5a的運(yùn)行中容易發(fā)生故障，這是由于電纜和附件

的質(zhì)量和安裝問(wèn)題造成的。10kV及以上線路在使用時(shí)，要從多個(gè)角度考慮問(wèn)題，只有全面了解引起線路失效的內(nèi)外原因，才能防止線路損壞和線路受外界因素的干擾，在鋪設(shè)電纜時(shí)應(yīng)注意施工中常見(jiàn)的安裝問(wèn)題和質(zhì)量管理方面的問(wèn)題。