10kV配网电缆故障分析及防范措施

2016-03-19让攀国网湖南省电力公司怀化供电分公司湖南怀化418000

低碳世界 2016年22期

让攀（国网湖南省电力公司怀化供电分公司，湖南怀化418000）

10kV配网电缆故障分析及防范措施

让攀（国网湖南省电力公司怀化供电分公司，湖南怀化418000）

10kV配网电缆是电力系统的重要组成部分，一旦产生故障，会对供电可靠性产生严重的影响。本文主要根据笔者多年工作经验，阐述了10kV配网电缆故障产生的原因，并且提出了预防10kV配网电缆出现故障的措施，从而降低配网电缆故障，提高电网的运行水平。

10kV；配网；电缆；故障；防范

引言

随着城市建设的不断发展，电力电缆因其具有稳定、安全、可靠等特点被广泛运用在配电网中。但是在配网电缆运行中不可避免的会出现一些故障，导致供电可靠性受到影响。为了保证10kV配网电缆运行安全，必须采取有效的防范措施，预防10kV配网电缆故障的产生。

1 10kV电力电缆故障的分类和原因

1.1 10kV电力电缆故障的分类

电缆故障的种类很多，若按故障发生的直接原因可分为两大类：①试验击穿故障；②在运行中发生的故障。若按故障性质来分，又可分为接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障、单一接地故障、也有混合性的接地故障和断线又接地或短路的故障等，各种故障按其阻值的高低均可分为高阻和低阻故障。按故障性质原则上可分为五种类型：

1.1.1 接地故障

电缆一芯或数芯对地故障。其中又可分为低阻接地或高阻接地。一般接地电阻在20～100Ω以下者为低阻故障，以上者为高阻故障。因使用的故障测试仪器不同，对低阻与高阻的划分也往往不一致。

1.1.2 短路故障

电缆两芯或三芯短路，或两芯、三芯短路且接地。其中也可分为低阻或高阻短路故障，其划分原则与接地故障相同。

1.1.3 断线故障

电缆一芯或数芯被故障电流烧断或受机械外力拉断，形成完全断线或不完全断线。

1.1.4 闪络性故障

这类故障绝大多数在预防性试验中发生，并多出现在电缆中间接头和终端头。试验时绝缘被击穿，形成间隙性放电，当所加电压达到某一定值时，发生击穿，当电压降至某一值时，绝缘恢复而不发生击穿。

1.1.5 混合性故障

同时具有上述两种或两种以上性质的故障称为混合性故障。

1.2 10kV电力电缆故障产生原因

电缆故障产生的原因主要有：

1.2.1 材料缺陷

材料缺陷主要表现在三个方面：①电缆制造的问题，电缆存在严重的偏心、气隙、杂质或损伤等缺陷；②电缆附件制造上的缺陷；③对绝缘材料的维护管理不善，造成电缆绝缘层受潮、脏污和老化。

1.2.2 安装施工质量问题

（1）电缆外护套破损：电缆敷设施工不规范，在敷设时野蛮拖拉，电缆外护套损伤或破损，引起主绝缘内部进水受潮。

（2）安装施工环境恶劣：在雨天或湿度大情况下，制作电缆头时没有采取必要的防护措施，电缆头绝缘局部受潮。

（3）导体连接管压接不良：电缆中间接头导体连接管压接不良，打磨不平整，特别是在压接管口边缘处，局部有尖角、毛刺。

（4）安装尺寸错误：安装没有严格按尺寸要求。

1.2.3 绝缘受潮

因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。

1.2.4 绝缘老化变质

电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。过热会引起绝缘层老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热，使绝缘层碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘层加速损坏。

1.2.5 过电压

过电压主要是指大气过电压（雷击）和电缆内部过电压。对实际故障进行的分析表明，许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的。过电压使电缆绝缘层击穿，形成故障，击穿点一般是存在材料缺陷。由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响，使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。电缆走廊沿线居民、饭店、宾馆、大厦等违章向电缆走廊排放污水，造成沟内条件恶劣，积水严重。电缆接头长期泡在污水中，易造成中间接头进水，最终造成绝缘击穿。

1.2.6 中间接头设置不合理

中间接头设置太多，施工中电缆中间接头之间距离设置的太近。中间接头对于运行中的电缆来说是最薄弱的环节，容易受各种因素的影响而出现问题。中间接头长期受压变形，由于电缆敷设时的大意，许多电缆中间头被新敷设的电缆压住，长期受到重压，造成接头变形、错位，导致故障。

1.2.7 外力因素及外力破坏问题

机械开挖、人工打桩施工末经确认核对，随意作业，损坏电缆，造成接地短路故障；车辆辗压，地面沉降，造成电缆错位、扯拉、变形，导致故障发生，这类问题在埋管敷设电缆上有一定的代表性。

2 电力电缆故障探测常用的两种方法

2.1 电桥法

用直流单桥（简称单桥）测量电缆故障是测试方法中最早的一种，。尤其在较短电缆的故障测试中，其准确度仍很高。准确度除与仪器精度等级有关外，还与测量的方法和原始数据正确与否有很大的关系，应加以重视。

工作原理：直流单桥又称惠斯登电桥，其原理接线如图1所示，图中R1，R2，R3，和R4（Rx）为电桥的4个臂，其中R4（Rx）为被测电阻。在电桥的对角ab上接直流电源，在另一对角线cd上接检流计。QF1-A型电缆探测仪是目前应用较广、性能较好且又便于操作的电缆故障测试设备，可用于测量低阻接地故障、短路故障和高阻断线故障，并能测量电缆的电容及电阻值。由于其内部有一个电压为15V，300V和600V的直流电源，因而能对故障电阻较高（最高可达100kΩ）的故障进行测量。

2.2 低压脉冲法

低压脉冲法探测电缆故障是由仪器的脉冲发生器发出一个脉冲波，通过引线把脉冲波送到故障电缆的故障相上，脉冲波沿电缆线芯传播，当传播到故障点时，由于故障点电缆的波阻发生变化，因而有一脉冲信号被反射回来。当电缆为断线故障时（或末端断开处），其反射脉冲与发送脉冲为同极性；当电缆为低阻接地故障时，其反射冲与发送脉冲极性相反。接地故障反射脉冲的大小和接地电阻值有关，接地电阻越低，反射信号越大。当接地电阻大于100Ω时，其反射明显减弱，此时就较难区别哪一个是故障反射脉冲（因为接头和穿过金属管道等均有反射）。若测量时电缆有一相是好线，则可采用对比法进行测量，先测出好相波形，再测出坏相波形。

电力电缆故障探测是一项技术性比较强的工作，测试人员应掌握所使用仪器的工作原理并要有一定的工作经验。要做好电缆故障的探测工作，除了购买先进的仪器设备以外，还要做好测试的培训工作，迅速、准确地确定电力电缆故障点，能够提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失。

3 10kV电缆故障的预防措施

通过以上电缆故障主要原因分析我们可以清楚地看到，大部分故障都是由于施工质量、运行管理水平、个人技术素质等原因造成的。为了有效地预防事故发生，快速准确地查找故障和处理故障，一套行之有效的管理方案是必要的。

3.1 严格电缆的施工质量

对电缆的施工和验收严格把关，把源头的缺陷消灭掉。电缆终端和接头是在电缆端部制作而成，它们和电缆结合为一个整体，必须在施工现场安装制作而成，所以就要求电缆施工人员必须按照相关的设计制作工艺要求进行安装制作，安装制作时特别要注意以下几点：首先现场安装工艺要正确、严谨。其次现场环境条件要符合要求。

3.2 提高电缆的安全运行水平

3.2.1 对电力电缆进行统一管理

许多电缆因铺设时间早、线路所在环境被改造导致线路走向路径不明确，导致故障的查找非常的困难，而且电缆的标志桩丢失的非常严重，很少有人了解电缆的具体走向和位置，因此，在新电缆施工的过程中，可以使用公司配发的GPS定位装置每间隔一段距离进行定点记录，对每次电缆故障点和电缆头、中间头也进行GPS坐标的记录，方便电缆和故障多发点的查找，减少故障处理的时间，提高运行的水平。

3.2.2 加强电缆线路的巡视检查

电力线路的外力损坏事故，在每年的事故总次数中占据了相当大的比例，由于施工企业对电缆的保护意识不强及电缆运行管理部门巡视力度，造成外力损坏比例占到80%左右。为了预防这类事故的发生，要求必须有健全的管理和线路巡查制度，运行人员应加大线路的巡查力度。巡查时应特别注意以下内容：首先为了确保电缆线路的安全可靠性，由专人负责的电缆运行专业人员对管辖内的电缆线路、电缆终端设备和附属土建设施应进行定期巡视检查，检查时应注意电缆路径附近是否有挖掘现象，周围有无腐蚀性物质，电缆路径上有无堆放重物及临时设施等。室外可见电缆的保护设施是否被盗、移位、松动及锈蚀。电缆终端头绝缘套管是否完好、清洁，有无闪络放电痕迹，电缆接地是否完好等内容。当电力系统事故后或由于季节等因素使环境条件发生变化，应进行特别巡视检查。

3.2.3 做好电缆档案的管理

要及时修正相关的电缆数据，对电缆路径不明确的线路进行定位并编辑成册，确保数据的及时性、准确性，随时掌握线路巡视、缺陷、事故、检修等运行维护情况及相关的线路资料，建立缺陷及事故处理的共享资料库，为不同管辖地域的人员对电缆的维护提供经验借鉴。

3.3 增强员工的专业素质

一流的企业需要一流的人才，一流的人才造就一流的企业。只有不断提高干部职工的技术水平，才能使企业更好的发展。提高干部职工的理论水平和技术水平。采用定期考核奖励的方式提高干部职工增强素质的积极性。加大新材料、新技术、新工艺、新方法的推广与学习，让职工保持新鲜感和追求创新的动力。树立典型，督促大家学习。通过开展QC小组活动，不断探讨快速准确地处理不同性质故障的方法并应用到实际。建立常态机制，有计划、经常性的开展多种形式的针对电缆专业的技能竞赛，为电缆专业化队伍营造出一种"比、学、赶、帮、超"的良好工作氛围。