35kV及以下电缆线路损坏成因及防范初探

2021-01-05赫留洋

中国金属通报 2020年12期

赫留洋

（湖北瑞华科技工程管理有限公司，湖北武汉 435003）

电力电缆因其敷设隐蔽能够满足城市市容和环境的要求，广泛应用在城市配电网中。随着电缆线路的不断增多，电缆故障发生的比例逐年上升，对电网的影响逐渐增大。电缆具有耐用可靠，维护量少的两大优点，也就促使其取代了高压架空线路，而被广泛使用。虽说电缆的耐用程度强，但是一旦发生损坏，就会造成很大的经济损失。所以要将电缆使用过程中常见的损害故障原因找到，并加以分析，制定相应的解决措施与方案，在根本上解决此问题，减少电缆损坏事故的发生[1]。

1 35kv电缆被损坏的常见原因

1.1 电缆金属屏蔽层接地方式不当

35kv电缆损坏的原因就在于其采用屏蔽层一端接地另一端悬空的接线方式。在这个过程中，一旦金属的屏蔽层一端出现不接地的现象，就会发生以下几种情况：如果雷电流或者是过电压波在线芯内流动，就会促使冲击电压增高；当短路时所产生的电流经过线芯时，铝包或者是金属屏蔽层就会出现感应电压升高的现象发生。最终就会导致电缆外部的绝缘层被破坏，致使接地点形成环流的情况出现[2]。

1.2 电缆终端绝缘发生损坏

电缆终端是电缆当中最为脆弱的地方。质量不达标的电缆，会出现绝缘层不均匀有偏芯的情况，这种情况就会导致电场出现变化，导致本该是同轴圆柱体式的电场出现分布不均匀的现象，导致电场集中在电缆的终端，促使电缆出现损坏情况。另外，当安装人员在安装电缆终端时出现操作不当的情况，也会发生半导电层与电缆半导电层接触不良或者是连接不上的情况。此外，如果电缆在运行的过程当中受到运行电压的影响，则电缆绝缘效果就会有所下降，电缆自身也会出现温度升高、电阻加大等情况，也会导致电场集中在电缆终端，发生电缆被击穿的现象。

1.3 外力破坏

在进行市政建设的过程当中，由于很多施工方施工周期较短，开挖路面时也会使用大型的施工机器，特别是在夜间进行工作时，由于可见度较低，很多直埋的电缆路径标示被忽视，使电缆遭到严重的外力破坏，进而发生一系列故障。

1.4 35kV户外出线电缆头故障引起变压器故障

三相电缆头最为薄弱的部位就是三岔口，如果在实际的施工过程当中，电缆头的制作工艺不良就会导致电缆头内部受潮等现象的发生，非常容易引起一系列的电缆事故。

对变压器进行集体分析后，若是变压器的低压线圈和中压线圈，产生过很多次短路的现象，那么低压线圈就会发生严重的变形现象，通常变压器低压和中压的线圈都是普通的扁铜线，导线的机械强度不高，再加上低压线圈单螺旋结构的因素，就导致变压器抗短路的能力相对较差，如果变压器受到的短路次数以及大电流的短路影响下，就会导致线圈的严重变形以及受损。

1.5 35kV户内出线电缆头故障引起变压器故障

户内电缆头出现故障，从施工的工艺角度来看，除了电缆头的制作工艺质量不合格以外，还有就是安装的结构不合理，电缆线与柜体或者是相线间的绝缘距离过近，导致相线对屏蔽层被击穿，进而发生短路的现象。

2 故障原因归类

2.1 外力破坏

在进行市政建设过程当中，由于监管部门的监管力度缺失，很多施工单位的野蛮施工，保护电缆的意识浅薄以及供电企业电缆走向的标识和警示灯不够醒目，巡查力度不足等原因都是引发电缆出现故障的重要因素。

2.2 电缆施工工艺不良

由于电缆施工工作人员的制作工艺不良，或者是并未按照相关的要求与标准进行施工，对质量进行监督的监督工作没有做到位，以及电缆头制作过程中常常出现的应力管部位密封差、工艺的质量差，就会导致电缆在运行期间出现电缆终端或者是接头爆裂等现象。

2.3 运行原因

在供电的高峰期，由于电缆的长时间负荷运行，致使电缆温度高出标准的温度，导致绝缘发生老化的现象，以及电缆终端或者是接头等薄弱处发生被击穿的现象，最终导致发生故障；由于电缆在运行时受到环境影的影响较大，比如电缆受到污秽或者是潮湿等因素的影响，导致电缆的终端会因污秽和潮湿引起密封不良和受潮的现象，而引发的一系列故障[3]。

3 35kV以下电缆损坏的防范措施

3.1 改善电缆的接地方式

如果金属的屏蔽层一端在接地的过程当中受到损坏，那么在接地时必须要对过电压采取一定的保护措施，并且在实际的安装时，还要注意不同路线的情况，根据标准选择相应的接地方式，避免出现安装不合理的现象发生。

3.2 解决电缆终端的质量与安装工艺的问题

如果电缆终端出现的质量问题，那么首先需要考虑的就是电场的控制方法与材料的选取以及安装工艺等方面，另外，冷缩后附件的抱紧力以及硅胶、橡胶材料的性能，和相关产品的储蓄时间，都会不同程度的影响电缆终端的质量，因此需要对材料进行整改。可以将纳米粒子添加到复合材料当中，增加其的撕裂强度。在对电缆的终端进行选择时需要考虑众多因素，应将电气性能作为第一考虑要素。首先要考虑的是电缆附件的电场分布是否合理，对其进行改善的方式方法是否标准，所使用的材料以及电气的强度是否符合相关标准，这些都需要进行仔细的考虑与分析。此外，电缆电器的性能与使用的寿命也会受到密封防潮的性能所影响，因此也要将电缆附近的防潮性充分的考虑到其中。其次，在选择电缆附件时还要将工艺性能进行全方面的考虑。选取的电缆附件其安装的方式与工艺要尽可能的简洁，方便在施工现场进行安装。在进行安装时，首先要明确电缆的弯曲半径，做到电缆内部可以被清晰的看见。而在安装电缆终端时，要做的就是处理电缆的外部导电层端口，如果电端口出现尖角或者分层，那么就会导致局部发生电场集中的现象，进而导致材料的老化，最终导致电缆终端被穿透，因此需要对电缆的外部导电端口进行预处理。

3.3 加强施工质量的管理

按照以往的电缆运行数据，对电缆的采购进行具体的统计，在进行电缆的采购时要对电缆制造商进行综合性的考虑，要将制造商的业绩及制造经验考虑在其中，在到货验收的环节中，必须要严格对货物进行检查，保证收到的电缆质量符合标准的，如图1所示。

图1 数据电缆设计安装流程

在电缆进行安装的过程中，管理人员要积极的进行管理工作，以保证安装工作的质量。管理者需要制定相关的措施，比如建立一个专项的管理人员，将每一个参与到施工当中的人员个人通讯信息进行备案留存，加强施工队伍内部的联系，在施工场地还要设有专项警示牌如此处有电或者地下电缆，也要将裸露外部的过电电缆加以防护，避免工作人员出现触电事故，要对铺设后的电缆线路进行随时勘察实时监控，若出现异常情况必须要及时进行处理防止事故恶化。

3.4 防止外力破坏

针对市政等挖掘工程，主要预防施工破坏。建立拓步项目经理、施工负责人档案，加强同施工队的联系，及时掌握施工地段及进度情况，派出专人向施工队交代电缆位置，在施工路段的电力电缆路径上插“下有电缆”的警示旗，施工工队在裸露电缆上方设置防护架，在防护架上挂红灯（夜间点亮），挂“有电危险，请勿靠近”标识牌。加强宣传，做到全民监督。在进行市政挖掘等工程时，要大力防止施工对电缆的破坏。首先应加强与施工团队的联系，及时了解地段进行施工的进度详情，并派遣相关工作人员向施工团队交代电缆的具体位置，并在施工路段有电缆路径上方插上，“上有电缆”的警示标语，施工队也应在电缆裸露处的上方设置相应的防护架并挂起红灯，或者是“有电危险，请勿靠近”等明显的标示牌。

3.5 加强施工验收

在电缆到货以后应加强对其的检验力度，若是在运输的过程当中受到损伤的电缆，不可以进行安装与使用，要严格把控施工的质量，加大对力度对施工质量的管控，建立完善的电缆头制作标准，保证电缆头制作工艺符合相关的要求。同时在进行电缆头的制作时，也应有相应的验收人员对其进行检验并留影存储。隐秘工程也应在施工的过程当中进行中间验收并做好相应的签证，严禁不符合标准的施工操作，拒绝为缩短工期而忽视施工质量的行为。严把电缆到货后的验收关，在运输过程中损伤的电缆不得安装使用。要严把施工质量验收关，加强施工质量的监理，建立电缆头制作资格证制度，保证电缆头制作工艺，同时要求电缆头制作中有验收人员旁站验收，留影像资料存档。隐蔽工程应在施工过程中进行中间验收，并做好签证。制止不符合标准的施工作业，杜绝为抢工程进度而牺牲工程质量的行为。

3.6 合理设计

在进行电缆的设计时，首先要将载流量拷考虑到其中，同时还要对现场进行仔细的观察，科学合理的设计电缆的走向路径，了解电缆的负荷与电能的质量，通过综合的对比以后，进一步确定电缆的截面与型号以及耐火的能力和阻燃的等级，并根据实际的地温与并列电缆的数量和土壤的隔热系数进行分析调整。但是需要注意的是，如果所带的负荷产生高次谐波或者是系统当中还有高次谐波的分量，就会导致电缆的介质消耗与输电损耗提高，泄漏的电流也就会升高，可能会造成电缆过热或者是干式电缆的局部放电，进而引发电缆单向接地发生故障现象。因此在进行电缆的选择时，需要适当的将电缆的截面加大，将耐热的等级与绝缘的能力提高。所以，在选择电缆时适当加大电缆截面、提高耐热等级和绝缘水平[4]。