配电线路配电电缆运行技术要点剖析

贵州电网有限责任公司遵义市郊供电局 陈朝阳 胡在江

配电电缆作为配电网核心组成部分，其运行状态决定电能输送质量，但由于配电网覆盖范围大，各段配电电缆所处运行环境不同，运行技术应用难度增大。相关人员应重视运行技术的应用，根据电缆所处运行环境特点，创新运行技术应用策略，预防电缆运行中可能出现的故障，确保配电电缆长期处于稳定运行状态。本文以某公司为例，对配电线路配电电缆运行技术要点进行剖析。

1 配电线路配电电缆故障特征分析

1.1 单相接地故障稳态与暂态分析

研究配电电缆运行技术应用要点之前，须分析电缆的故障特征，作为应用运行技术的参考依据，以便技术人员明确电缆的运行特点，一旦发现故障，快速查明故障原因并排查故障，降低电缆故障的不良影响。第一，稳态故障分析，三相平衡状态下，线路中基波零序电流可表示为：

3IO1=j3U0ωC1

其中，U0为零序电压，ω 为角频率，C 为电容，而故障情况下，电缆的基波零序电流计算方式为：

3IO2=-3（IO1+…+Ion）

公式各符号含义同上，由此可见，故障电缆的电流确定，按照电缆中零序电流的方向与大小，便可判定电缆的运行情况。

第二，暂态故障分析，发现难度相对较高，需借助外力放大变化幅值，借此发现故障，用于分析暂态故障的公式为：

公式中，U 为电压幅值，C 为电容总和，L 为电感，R 为等效电阻，计算结果作为故障选线参考[1]。

1.2 单相接地故障分段定位

如何定位电缆故障，也是电缆运行技术应用中的研究重点，当电缆处于正常运行状态时，电缆中三相电流的和为0，假如电缆中出现故障，三相电流的和会发生变化，一旦工作人员发现某路段电缆电流和不为0，即代表该段电缆存在故障。检验电路的中性点电压，可实现故障分段定位，电压的计算公式为：

式中，E 为电动势，R 为接地电阻，C 为对地电容，依据该计算结果，工作人员判定电缆是否存在故障，并根据计算结果，确定电路的故障位置。运行技术应用中，相关人员要尤其重视故障特征分析，准确识别电缆故障，以便迅速采取措施处理故障，恢复电缆的运行状态，确保电能被稳定输送。

2 配电线路配电电缆运行技术要点

2.1 优化配电线路设计

合理配电线路设计，降低电缆运行技术的应用难度，从源头防止配电电缆发生故障的可能性，为提高技术的应用效果，工作人员要优化配电线路的设计方案，克服外界因素的不良影响，确保使用的电缆性能达到运行标准，各类配电网电缆耐高温性能标准见表1。配电装置是线路的重要组成部分，选择配电装置时，要分析电缆的运行环境，确定该环境中运行配电装置需具备的能力，如抗振能力、减噪能力等，同时注意配电装置的高度设计，保证设计的配电装置性能稳定。

表1 电缆设计标准

表2 常见导体压接钳型号

导体的选择是电缆设计的重中之重，应作为工作人员的工作重点，基于线路架设区域的实际环境，明确导体可承受的温度标准，基于该标准选择合适材料制成的导体，普通导线应能够承受70℃的运行温度，特殊导体可承受80℃的运行温度。如设计的导线被其他材料所覆盖，工作人员可依据实际运行需要，适当调整导线的运行标准，以确保设计的导线具有较高的应用价值，降低电缆的故障率，减轻电缆运行维护人员的工作压力[2]。

2.2 完善电缆维护制度

2.2.1 基础维护

完善维护制度，有助于及时发现电缆中存在的故障，缩短发现故障的时间，最大限度降低故障的不良影响，为运行技术的应用创造基础条件，方便工作人员发现可能影响电缆运行的因素，提前采取措施预防风险的发生，使电缆长期处于稳定运行状态。观察电缆所处环境的特点，如电缆架设区域堆放垃圾，要及时清理，清除电缆周围可能损坏电缆的因素，保护电缆结构完整。

检查电缆外部保护层的情况，避免保护层被有毒有害物质所腐蚀，内部导线裸露于空气之中，一旦发现保护层被破坏，要及时采取措施修补保护层，通常需使用压接钳，常见液压钳有以下几种，工作人员须按照实际需要，选择合适的压接钳，通常选择出力值固定为12t 的机械型。在电缆周围设置电缆保护区，保护区边界与电缆之间的距离最少为1m，保护安装明显的警示标识，阻止车辆或机械设备等进入保护区，为电缆营造良好的运行环境，避免电缆被磨损。

2.2.2 设施运行维护

电缆故障中70%为设施发热引发，优化设备运行维护技术，可降低设施发热的可能性，以免配电电缆出现故障，影响配电网的正常运行，为充分体现配电电缆技术的应用价值，相关人员要尤其重视设备的维护，确保电路中各终端设备运行状态良好。定期检查设备的运行状态，判断设施结构是否完整，同时关注设施的标牌，确保标牌内容清晰且准确，如设施结构被磨损或标牌信息不实，需及时更换终端设施，以免终端设施运行中出现问题。

尤其重视防火设施的性能检验，确保该设施的防火性能达到标准，如使用电缆为阻燃电缆，应借助信息技术分析电缆燃烧产烟量，判断透光率是否达到标准，确保电缆运行中不会发生严重的安全事故。如设施维护中，涉及电缆穿管连接，需控制电缆的插入尺寸，最佳插入深度应为连接管直径的1.1至1.8倍，完成电缆连接后，使用粘合剂处理外部，确保连接管被密封。除此之外，注意铺设电缆使用的管沟，判断其内部是否为干燥、洁净状态，倘若管沟内有积水，要采取措施清理管沟内积水，并清除管沟中堆积的污染物，防止管沟被堵塞，配电电缆稳定的运行状态受到影响。

2.2.3 防雷维护

应用电缆运行技术的过程中，应重视电缆防雷能力的提升，针对电缆布设区域的实际情况，采取合适的防雷维护措施，排除雷电对电缆运行的影响，常用防雷维护措施有以下几种。第一，架设避雷线。有效的电缆防雷措施，在配电网中起到屏蔽电缆的作用，避雷线的绕击率越小，屏蔽效果越好，通常情况下，电缆避雷线的保护角设置为20°或30°，超高压配电线中，避雷线的保护角一般设置为15°，同时降低杆塔的接地电阻，避雷能力要求较高区域，也可使用降阻剂。

第二，在线路中设置避雷器。该避雷装置反应快且重量轻，安装在线路中不会增加线路的负担，安装时须注意相邻杆塔要同时安装，并沿杆塔为避雷器单独设置接地线，接地线的横截面积不可小于25mm²，将接地电阻的影响降至最低。

第三，接地线埋设。埋设方向与电缆布设方向一致，埋设数量依据实际避雷需要，通常情况下，埋设1至2根即可，埋设线与接地装置相连，能够降低土壤的电阻率，已有研究发现，应用该方法避雷后，电缆运行10年内，仅发生一次雷击，电缆被雷击后跳闸率下降幅度高达40%[3]。

2.3 电缆故障管理

2.3.1 故障排查

排查电缆故障，是维护电缆稳定运行状态的关键，也是电缆运行技术的核心，为此相关部门要完善故障排查制度，落实运行维护责任，要求相关人员严格按照规章制度，完成电缆故障的排查工作，彰显电缆运行技术的应用价值，约束配电运行维护与管理人员的工作方式。首先，要规范配电电缆故障的排查与处理流程，要求相关人员依据规定的流程，制定故障排查方案，准确识别电缆中存在的故障，针对故障的形成原因，研究处理故障的策略，保证故障处理策略的实际可行性。

其次，合理选择故障排查方法，常用故障排查法有电阻电桥法、电感冲闪法与音频法，各种排查方法的适用范围不同，如采用电感冲闪法，须注意待测电缆的耐压等级，控制冲击电压的幅度，最高不可超过电缆正常电压的1.5倍，排查中还要重视周边噪声的控制，如噪声过大，会影响排查结果的准确性。

最后，按照故障排查结果，拟定故障处理方案，如电缆出现破损需修补，要检测电缆的折断情况，如断裂面积达到横截面积的15%，适用冷压法连接电线，并在连接后修补电缆表面的保护层。故障排查流程如下：逐一排查电缆—确定故障点—故障检测—测量故障电缆绝缘电阻—判断故障性质—制定解决方案。

2.3.2 维修计划制定

基于故障排查与分析结果，制定故障维修计划，是处理故障的关键步骤，作为指导维修工作开展的基础资料，工作人员要将维修计划的制定作为工作重点，依据故障的形成原因，制定实用性最强的维修计划，顺利完成故障处理工作，恢复电缆的运行状态。根据电缆故障排查结果，确定电缆维修的级别，确认是展开局部维修，还是整体大修，据此确定电缆维修内容。

随后依据维修内容，计算完成维修工作须使用的材料，拟定材料采购计划，保证维护可用材料充足，可支持维修人员顺利完成维修任务，当维修规模较大时，要细化维修计划的内容，明确各项维修工作的验收标准。

2.4 加强备品管理

质量良好且充足的物资，有助于维护与管理工作的顺利开展，为此相关人员应加强备品管理，确保备品储存期间，性能始终良好，满足相关工作的开展需要。依据电缆的长度，确认备品的总量，电缆长度超过10km，备品的总量一般为电缆总长度0.25%至0.5%之间，短于10km 的电缆，备品量为电缆中长度的0.5%。由于电缆运行维护与管理涉及备品种类较多，且不同型号的电缆规格不同，见表3。

表3 不同型号电缆的横截面积

为此，在备品管理过程中，要分类管理备品，标注各类型备品的规格信息，以便工作人员可快速识别需使用的备品，提高维护与管理效率。针对备品的特点，优化备品的存储环境，随时监控备品储存区域的温度、湿度等，以免备品储存过程中性能下降，影响使用效果。

2.5 建立电缆运行状态监测系统

信息技术发展迅速，改变各行业的工作开展模式，电力行业也可引入信息技术，创新电缆运行状态监测方式，建立基于信息技术的监测系统，减轻工作人员的工作压力。

让电缆运行维护与管理人员参与系统功能设计，真实了解电缆运行状态监测需要，设计具有实际应用价值的监测系统，能够替代人力远程监测电缆，采集相关信息，判断电缆的运行状态，降低工作人员接受监测系统的难度，主动使用系统快速完成工作任务；重视初始化程序的设计，该系统的初始化流程如图1所示，用户可按照自身需要，选择系统的启动方式，支持用户闪存、系统内存与嵌入式SRAM 三种启动方式，决定系统的运行效果。并且，安排专业技术人员负责系统的维护，及时发现系统中存在的漏洞并修复，确保系统稳定运行。

图1 系统初始化流程