10kV电缆故障分析及运行维护措施

2013-08-15袁艺文葛永超

电子测试 2013年18期

袁艺文，葛永超

（广东电网公司佛山禅城供电局，广东佛山，528000）

电力电缆故障是电力系统常见的问题之一，10kV配电网与城市居民息息相关，它的施工质量与运行安全关乎着我国供电安全、稳定和电力企业的建设以及发展经济、社会效益。电力企业必须加强10kV电缆线路的故障排查和检修工作。10kV电缆施工过程中必须对已完工项目存在的故障进行排查，如若发现故障，要及时进行检修，排除隐患。同时还要制定对紧急事故的抢修工作方案。造成电缆故障的因素很多，其中恶劣天气影响、电缆自身故障是最常见的因素。

1 恶劣天气的影响

1.1 阴雨

毛毛细雨常常使脏污绝缘子发生闪络甚至是损坏。倾盆大雨常常造成电缆线路水浸，出现线路故障。对污秽的绝缘子应进行定期或不定期清扫，采用带电水冲洗，有效减少或防止污闪事故。同时定期检查电缆通道，确保排水顺畅。

1.2 雷击

随着电力行业的现代化，我国电力行业相关设备更新换代为计算机信息技术为基础的现代化微电子产品，因此10kV电缆在雷电天气时容易受到雷电的侵害，破坏了配电线路的施工，造成线路故障，甚至是事故。

因此，必须加强线路的巡查工作。每隔一定的时间就对10kV电缆线路沿线和各线路组件巡视和检查，全面了解情况，发现隐患，及时消除。在阴雨天气较多的季节，巡查导线连接器或者绝缘子的污秽放电情况，保障供电安全。在线路超负荷运行处，所处地出现诸如洪涝、地震、泥石流等自然灾害或一些特殊情况时，对线路进行全线检查，及时发现变形部件，对线路异常进行处理。同时，制定10kV电缆线路施工质量管理控制制度规范，完善管理体系，优化管理模式，确保线路正常、顺利施工。

2 电缆线路自身故障

2.1 过流保护不灵敏问题

对于10kV电缆线路来讲，定时限过流保护是必不可少的，但是过流保护灵敏度不高的问题经常发生在整定计算中。通常来说，10kV电缆线路具有供电距离长，线路负荷重的特点，因此线路末端最小两相短路电流较小，有时甚至出现线路最大负荷电流高于线路末端短路电流的情况。于此，笔者认为应在线路过流保护灵敏度等于要求值的地方加一保护其后电路的10kV跌落式熔断器。在和熔断器前面电路的过流保护在时限上取得配合的基础上，熔断器的额定电流选取为后面一段线路的最大负荷电流。

2.2 多条线路同时故障引发主变跳闸问题

10kV电缆线路在经过乡镇的地方其敷设质量一般不高，所经路途树木较多的地方在恶劣天气时，多条线路同时故障的现象经常出现，并引发主变越级跳闸。故障重叠、相继动作的反应时间内，主变过流保护往往来不及返回，从而出现跳闸现象。将电流速断保护时限调整为0秒，尽可能短的时间内切除故障。尽量配合上下级保护时限，线路过流保护与主变过流保护的时限级差适度加大，调整线路过流保护时限为0.5秒，主变过流保护时限调整为1.5秒，这样可以预留给主变过流保护足够的时间返回。

2.3 10kV电缆线路三相一次重合闸后加速误动作问题

部分10kV电缆线路需要使用三相一次重合闸装置，这是10kV线路的出线方式和继电保护的整定要求，但是由于10kV电缆线路配变往往接有多台，重合闸采用后加速保护，这样就会出现线路正常合闸，产生较大变压器空载励磁涌流，其最大量可达其额定电流的6-8倍，但是经过3-5个周波后就会衰减至很小，过流后加速保护出现误动作的情况，从而出现断路器合不上的现象，导致线路故障。为了躲开变压器励磁涌流可以将过流保护后加速带延时0.2秒左右。

2.4 10kV线路保护时限级差配合问题

10kV线路保护处于系统各级保护最终端，上级后备动作保护时限有一定数值限制，会出现时限逐级配合而无法满足整定要求。于此，对于只有一台主变的35kV变电站，将主变高低压侧过电流保护动作时限设为相同的值。10kV线路接于110kV变电站的，主变10kV侧断路器过流保护时限与35kV母线分段断路器过流保护动作时限设为相同的值。

2.5 10kV电力电缆施工中的问题

2.5.1 涡流问题

无论电力电缆施工过程中采用何种施工形式，在电力电缆周围形成刚性闭合回路的过程中，均会产生涡流，尤其是电力电缆为大电流时，更容易出现涡流问题。因此在进行电力电缆施工时，必须采取必要的措施，组织电缆周围刚性闭合回路的形成。

2.5.2 机械性损伤问题

有着较大外径的10kV电力电缆对转弯半径有着极其苛刻的要求，因而使得运输、铺设的难度都有所增加。在施工过程中，倘若转弯角度过大，容易出现内部机械性损伤，如果损伤因被绝缘层覆盖而无法发现，即使测量回路电阻、绝缘和泄露也有可能无法发现损伤，那么线路在运行过程中会因为损伤处的过热而大大降低绝缘度，从而导致故障。有时运行中发生的电缆头故障，其原因大部分是制作过程中三根长度一致的电缆头与设备连接时，由于地形的影响，中相电缆头偏长，电缆头根部容易损伤，这是要连接不同设备需对中相电缆头长度适当缩短，确保不受外力影响。

2.5.3 防潮问题

水分或潮气可能通过电缆头或是外护层进入绝缘层内部，之后绝缘层外铜屏蔽或导体其间的各个间隙均容易被潮气或是水分渗透使得电力电缆系统遭受破坏极大。因此在线路铺设期就必须密封好电缆端部，注意避免外力对电缆的损伤，铺设完成后及时检查电缆牵引头和主体，一旦发现电缆受潮，及时解决，防患未然。中低压电力电缆供电方式多以树枝状为主，电缆接头数量众多，注意防护电缆终端接头和中间接头是提高施工质量的必然要求。

3 电缆的试验与验收投运分析

3.1 电缆的试验

电缆不仅要进行交接试验，在具体施工前还要进行绝缘试验，详细检查施工所用电缆的质量和制造工艺，在进行实际的铺设前应该现在电缆盘上进行实验，保证电力电缆能够满足电力用电需求。检查电缆时首先要将电缆排列整齐，检测电缆的固定半径和弯曲半径，电缆中间接头或者是电缆终端应该没有明显的渗漏油情况。

3.2 电缆线路运行分析

在电缆使用时要注意电缆表面的物理现象，比如电缆表面温度及接头温度等，一旦电缆表面温度过热或者是电缆其他部分过热要及时采取降温处理，要保证电缆在负荷允许的范围内进行工作。电缆线路的故障大部分都是较大程度的损害性故障，较大程度的损害性主要是指永久性故障，因此在电缆线路保护装置中尽量不要采用重合闸进行保护，这样的话容易将事故扩大化，一旦发生电缆使用故障，现有的保护装置会出于保护采取跳闸行为，工作人员往往会在检测电缆故障后忽略了电缆的检查，比如要检测地下电缆的铺设路径有没有被其他建设施工受到损伤，要在交通重要地带设立指示标志，防止电缆路径附近不能被随便开挖，并且在电缆接头铺设附近不要放质量过大的物品或者是具有腐蚀性的物品，并且电力监管部门要加大巡查力度，对于随便拆除电缆防护指示牌的行为要严厉处置。对于电缆线路发生施工故障后，要重新试验才能投入正常使用，检测的内容主要是进行绝缘电阻检测。

4 电缆线路的运行维护措施分析

电力电缆的使用不管是地下电缆还是架空电缆，都要做好用电负荷监测工作，另外对于电缆表面金属腐蚀监测和绝缘性能监测等工作。只有加强电缆的监测工作才能保证电缆设备处于良好的使用状态。要根据电缆线路建设初期的资料，对于电缆线路进行详细的巡查，对于恶意的使用外力对电缆进行破坏的行为要严格依法处置，我国法律部门也要加强相关法律的完善和建设。工作人员要注意总结日常维修经验，一旦出现电缆使用事故要根据平常的维修经验及时的进行预测和判断。

4.1 使用负荷监测

从理论上讲，电力电缆的用电负荷要根据电缆自身的横截面姐、使用种类来确定使用时的最大电流。要定期采用高科技仪表来测量电缆线路的负荷电流的大小，现阶段对于电缆电流的监测主要是利用人工进行监测，电缆如果长期处于超负荷运行状态下，会大大缩短电缆的使用年限。

4.2 温度监测

对于电缆使用温度的监测主要是针对夏季用电高峰时期而言的，夏季人们生活用电量会急剧增加，对于电力电缆使用负荷会产生较大的压力。对于地下电缆的温度检测，要测量电缆铺设地段的土壤层温度，根据理论要求，电缆周围的土壤温度不能超过正常地段土壤温度十度以上。

4.3 电缆腐蚀监测

电缆腐蚀一直是电力电缆需要重点注意的问题，对于地下电缆而言，电力管理部门要定期对于埋设电缆的周围土层进行电性的监测，如果周围土层呈现出阳极电性，则要及时的采取相应的措施，防止电缆表层的金属不发生电解腐蚀，另外要保证电缆周围埋设土壤的干燥性，避免电缆周围产生化学腐蚀或者是生物腐蚀，对于架空电缆要注意采用保护层进行保护。