配网电缆故障分析及解决方案

袁珂

(南充市顺庆区胜利路电厂抄表公司,四川 南充 637000)

正文:

配网电缆代替架空线路是各个城市现代化建设的发展方向。随着配网电缆日益增多和运行年限的增长，配网电缆故障也逐渐增加，配网电缆运行中发生的电缆本体、附件、附属设备等故障也明显增多。根据统计资料分析，配网电缆故障发生部位主要集中在绝缘、附件和外保护层。

一、配网电缆故障分析

(一)绝缘故障

配网电缆的绝缘老化主要出现在投入运行的后期，一般发生在运行10年及以上电缆线路，导致电缆故障率大幅上升。绝缘老化主要分为电热老化、树枝状老化及绝缘材料老化。配网电缆绝缘介质的内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降，当绝缘介质发生电离时，气隙中产生臭氧等化学物质腐蚀绝缘层，同时绝缘中的水分使绝缘纤维产生分解，造成绝缘强度下降。

局部过热会加速绝缘老化变质。配网电缆绝缘内部气隙产生的电游离会造成局部过热，使绝缘材料碳化，引起绝缘强度下降。而电缆过负荷是电缆过热重要因素。安装于电缆密集区域、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、电缆路径与热力管道并行或交叉且无有效隔热措施等都会使配网电缆过热而加速绝缘层损坏。

配网电缆绝缘长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生一定的变化，从而导致其绝缘强度降低或介质损耗增大而最终引起绝缘老化出现故障。引起绝缘老化主要原因有:

1.配网电缆选型不当，导致配网电缆长期工作在过电压下；

2.配网电缆线路周围靠近热源，使配网电缆局部或整条电缆线路长期受热而过早老化；

传统中药材鉴定方法有视觉、味觉、嗅觉、触觉及火试、水试等。视觉是用眼睛直接观察药材的质量、形状、直径大小等，味觉是利用嘴巴口尝或嚼碎来鉴定，嗅觉是用鼻子闻药材的味道，通过药材气味鉴定优劣，触觉是利用触摸、拍打的方式判断药材的质地与韧性，火试是利用火烧或加热的方式鉴定药材，水试则需要将药材放到水中观察药材的变化[4]。

3.配网电缆工作在具有可与绝缘起不良化学反应的环境中而加快老化；

4.多根配网电缆并列运行时，其中一根或数根接触不良，造成其它与其并列的电缆在过负荷下运行；

5.配网电缆附件制作时，电缆连接管压接不牢，造成接触电阻增大而引起过热。

(二)附件故障

由于配网电缆中间接头和终端头通常在敷设现场由安装人员现场完成，稍不注意就容易出现质量问题。配网电缆附件故障是电缆线路故障的主要部分，其主要反映为复合界面放电与附件材质老化。电缆附件故障往往是由于制作工艺不规范，施工人员工作不认真，在施工过程中，附件内部出现气泡、水分、杂质等缺陷，导致局部放电而引起绝缘击穿，主要体现在:

1.电缆中间接头、终端头制作质量不高

(a)剥离外半导层时，损伤下层绝缘或绝缘表面有微粒、灰尘等杂质;或者半导电层去除距离短，爬电距离不够，在试验或投入运行后，其中杂质在强大的电场作用下发生游离，产生电树枝。

(b)施工过程中，金属连接管压接质量不良，使接头接触电阻过大而发热，或过度热收缩等造成绝缘碳化，从而使绝缘层老化击穿，导致电缆出现接地或相间短路故障，同时还有可能伤及附近的其它电缆。

(d)导体连接管处理工艺不良。导体连接管压接模具选用不合理，棱角打磨不平整，特别是在压接模具边缘处，局部有毛刺、尖角，容易造成该部位电场不均匀，运行中产生局部放电，使绝缘老化，绝缘性能下降，发生击穿故障。

(e)安装尺寸错误，应力管安装位置过于偏下或应力锥未与半导层断口有效搭接，造成电缆半导电断口部位应力无法可靠疏散，在试验或长期运行中，断口部位产生严重电晕放电，导致过热使绝缘降低，最终导致击穿。

(f) 配网电缆金属屏蔽层接地线连接不可靠，不能满足接地电阻要求，造成接地电阻过大。当配网电缆受到过电压时，金属屏蔽层会产生较高的感应过电压，进而引起绝缘部分的老化击穿。

(2)电缆在运行过程中因负荷的变化、环境因素的变化而热胀冷缩，特别是热缩型附件不能够随弹性变形而丧失密封作用，在附件与电缆绝缘层之间形成呼吸效应，将大气中的潮气和水分带入附件中，引发电缆附件内部短路故障。冷缩附件质量不高，收缩力降低或在需要可靠密封部位存在缺陷，都会导致外部水分侵入，最终导致电缆故障。

(3)制作电缆头时因环境潮气、湿度偏大，没有采取可靠除湿驱潮的措施，配网电缆绝缘局部受潮，绝缘性能下降，在运行中发展成贯穿性通道，导致电缆击穿事故。

(三)外保护层故障

在配电网络中，电缆被越来越广泛应用，配网电缆外保护层是保护电缆的第一道防线，其完好与否直接关系到内部结构安全程度和电缆使用寿命长短。电缆外保护层故障的原因主要有三种:

1.配网电缆周边的硬物损伤或外力受损。直埋电缆上下有硬物尖角直接接触外护层，尤其在经常有车辆通行的路段，长时间的路面振动，硬物尖角有可能刺穿外护层，导致内部结构受损，且加上电缆负荷变化，电缆本身热胀冷缩和受损部位电场不均匀分布，最终导致绝缘层受损；在排管敷设时，排管连接处台阶或内壁不光滑都可能造成外护层受损；电缆路径周围机械施工或顶管作业，均可能造成外保护层受损。

2.施工时遗留的缺陷和隐患。配网电缆敷设施工过程中外护层拉伤、开裂部位在排管内，人员无法及时发现； 配网电缆弯曲部位在运行一段时间后，发生龟裂现象，外保护层绝缘降低，金属护套多点接地，环流增大，最终导致绝缘受热老化击穿。

二、配网电缆故障的解决方案

配网电缆是一项系统工程，只有从设计、施工、运行维护等方面对其全过程管理，才能保障其安全运行。

(一)在设计阶段，对配网电缆使用的接地系统应有充分认识，选择符合其电压等级的配网电缆，避免配网电缆在长期过电压情况下工作。外保护层选择应符合使用环境、使用年限的要求，同时电缆保护层保护器的选择应满足相对地接地时，保护器可靠通过接地电流而不损坏原则。

(二) 配网电缆路径选择，应避免配网电缆受过热、腐蚀、外力损伤等外部环境影响，同时也避免配网电缆敷设过于集中，造成热量不能及时扩散，而引起过热的内部因素影响。此外，双回路供电的电缆路径不应敷设在同一路径的管道内，防止同时受损，造成大面积停电事故。

(三)加强配网电缆和电缆附件选型、驻厂监造、现场验收等工作，确保电缆和电缆附件质量水平。在现场验收时，应有生产厂商、施工方、监理方和业主等多方在场，按照装箱清单逐一点验，对发现问题及时记录并提出整改建议，经多方签字认可。对容易受潮部件，检验完毕后，应及时进行密封处理，防止受潮影响正常使用。

(四) 加强配网电缆工程各个环节的隐蔽工程和中间环节验收，严把质量验收关，对土建、电气等工程验收中发现缺陷、隐患要彻底整改，并做好各项记录，并留有照片、影视等资料。

(五) 运用外保护套环流在线监测技术、在线光纤测温技术、在线局部放电检测技术等先进监测技术，加强配网电缆的实时在线运行监视，及早发现和处理缺陷，避免配网电缆损坏引发停电事故。