基于四维度因子分析的电缆试验策略研究

陈申宇 沈　超

（广州供电局有限公司荔湾供电局，广东 广州 512000）

基于四维度因子分析的电缆试验策略研究

陈申宇 沈超

（广州供电局有限公司荔湾供电局，广东 广州 512000）

本文通过对10kV配网交联乙烯电力电缆故障的主要来源的简述，介绍了某供电局电缆振荡波测试现状，在面对大数量测试对象和有限试验数量的矛盾分析，以问题为导向为原则，从基础数据方面，提出了四维度方式的试验策略，进行实际应用，印证其有效性。

电缆振荡波；四维度因子；绝缘损坏

目前，我国10kV配电网交联乙烯电力电缆故障主要来源为绝缘损坏，传统的方式只能是在电缆制作工艺和产品质量阶段把关，对于运行中的电缆绝缘状况的检测应用较先进的技术手段是OWTS，即电缆振荡波测试系统，在国内外应用中，在非浸水性缺陷方面的发现率上也得到了大量的实例证明，但是对于测试对象为大数量电缆时，如何利用有效的测试人力资源，提升电缆绝缘缺陷发现率，研究电力电缆试验策略是非常必要的。

1.大型城市电缆测试现状

某供电局管辖一大城市中的老城区的电力设施，配网供电线路以交联乙烯电力电缆为主、电缆走廊环境复杂、电力设备投运年限较长等等。2013年～2014年所有停电故障原因进行分类统计见表1。

从表1中可以看出绝缘损坏故障约占全年60%的比例，可见电缆绝缘故障问题已经相当突出。

2.四维度电缆振荡波试验策略

2.1以问题为导向的四维度电缆振荡波试验策略

该供电局在2009年开始引进10kV电缆振荡波试验技术，到2013年已形成一套相对成熟的配套规范，但是供电可靠性以及人员的约束情况依然存在，一年最多测试180条，而该辖区电力电缆高达数万条，因此经过研究提出了四维度因子分析策略。

2.2四维度因子分析

四维度因子分析将故障电缆共性以及供电影响程度统一进行考虑，研究决定测试对象优先程度的重要因子，进行原因分析，具体如下：

（1）特殊时间段投运的电缆

某供电局2013～2014故障电缆的投运时间见表2。

2009之后投运电缆占比85%以上，分析原因主要为2009年之后大范围开始使用冷缩终端头或中间头，相对以前热缩电缆头，依靠自身材料收缩进行密封，密封性、防水性以连续性均有所下降，同时新产品使用期制施工人员初作工艺不高，以上种种因素埋下了许多潜在绝缘缺陷。

（2）供电可靠性影响大的电缆

变电站每条出线电缆提供整条馈线的负荷，一旦发生故障将导致整条馈线停电，而主干线故障会丢失大部分负荷，严重影响了供电可靠性，同时由于站出现电缆或主干线投运时间较长，已进入到绝缘故障易发阶段，当优先测试。

（3）家族性缺陷的电缆

根据电缆接头保质期，一般新投运的电缆接头在非异常施工工艺的情况下，2～3年内不会发生绝缘故障，对2011～2012年所有故障接头分析发现，A品牌电缆接头连续4次在投运半年至一年时间出现绝缘故障，情况异常，可能存在家族性缺陷，需要考虑优先测试。

表1　某供电局2013～2014年故障原因分类统计表

表2　 2013～2014年故障电缆投运年份统计

表3　电缆站出线及主干线投运年份及长度统计

（4）电缆越长且接头多的电缆

根据施工情况以及电缆一般长度，超过150m距离时就可能进行电缆中间接头驳接，供电长度越长电缆中间接头越多，根据概率论相关理论，一个电缆中间接头出现故障的几率假设是一定的，有多个中间接头的电缆，出线故障的概率会逐级累加，从而概率大大提升。

2.3利用四维度因子制定测试策略实例

试验策略制定通过上述4个重要因子的分析，对某供电局所有电缆情况从这个4个维度进行划分，得到表3。

从表3可见站出线2009年之后且长于150m的电缆条数为97条，不足150m的为3条，主干线2009年之后投运且长于150m的电缆条数为292条，不足150m的为122条。

通过上述的统计以及四维度原则的考虑，结合全年能够开展试验180条的数量，得到如下试验策略：

站出线2009年之后且长于150m的电缆条数为97条；

使用A品牌电缆中间头的电缆有13条；

按长度选取主干线2009年之后投运且长于150m的电缆条数为57条；

按上述顺序以每月15条的进度开展试验，其中每项再按长度由长到短进行开展试验。

3.四维度试验策略的应用情况

通过一年的时间，按照上述策略开展试验，共发现缺陷电缆10条和隐患电缆11条，即减少了10次电缆绝缘故障，有了大幅度地提升，效果显著。以下为某电缆测试情况。

3.1某电缆测试情况

某试品电缆长度为702m，型号为YJV-3*300mm2-8.7/15kV，运行时间3年，运行环境干燥良好，分别在650m处有电缆中间接头，全年平均负载率为70%，最大时为89%，测试局放分布图，如图1所示。

从图1中可以看出三相在575m左右的位置局放集中，且超出标准值，初步判断为缺陷电缆，绝缘缺陷位置为575m左右，根据路径测量发现此处果然存在中间接头，在进一步核准后，对该电缆中间接头进行解剖如图2所示。

由图2可见，根据现场解剖情况，发现大部分中间头均出现明显放电通道。也都是由于施工单位不严格遵守电缆接头施工方案施工，或施工关键点控制不足，在中间接头绝缘材料与半导体之间形成了不合理的电场分布，加上金属压接管没有完整打磨导致形成尖端放电，电离的铜离子因不均匀的电场力引向久而久之在形成的电树枝放电通道里，形成局部放电加速了绝缘恶化，这些都是导致局放的原因。

［1］肖登明.电力设备与在线监测与故障诊断［M］.上海：上海交通大学出版社，2005.

［2］夏荣，赵健康，欧阳本红，等.阻尼振荡波电压下110kV交联电缆绝缘性能检测［J］.高电压技术，2010，36（7）：1753-1760.

［3］唐嘉婷，张皓，李上国，等.振荡波局放检测设备在10kV电缆局放测试中的应用［A］.全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集［C］.2008年9月.

［4］张皓，唐嘉婷，张立志.振荡波测试系统在电缆局放测试定位中的典型案例分析［A］.全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集［C］.2008年9月.

［5］冯义，刘鹏，程序，等.OWTS振荡波电缆局放检测和定位技术基本原理研究［A］.全国第八次电力电缆运行经验交流会论文集［C］.2008年9月.

O212

A