10kV及以上電力電纜運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)分析

邵雯

摘要：10kv及以上的電力電纜一般都是大型用電客戶，如果出現(xiàn)故障將對(duì)電網(wǎng)的用電用戶產(chǎn)生巨大的影響并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我們加強(qiáng)對(duì)電力電纜的日常保養(yǎng)與防范能保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通常使用10kV或更高的電纜通常是大型的供電設(shè)備。在使用電纜時(shí)如果出現(xiàn)故障將直接影響到電網(wǎng)的用電量同時(shí)也會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失，因此在電力電纜的使用中必須加強(qiáng)對(duì)電纜的維修和防止以保證電纜工作的安全和穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：10kV;電力電纜;故障統(tǒng)計(jì)

引言

大部分的電力電纜材料都是精純的生產(chǎn)的尺寸也不會(huì)有很大的偏差，而且絕緣性能也很好。在通常情況下這是一種合理的共軸電容，若將其用于交流電場(chǎng)則可保證其內(nèi)部的電場(chǎng)均勻分布另外電力電纜對(duì)外部環(huán)境和人工操作的影響較小。工作人員在操作時(shí)也能確保安全性，工作人員要加強(qiáng)對(duì)電纜日常運(yùn)行中的故障進(jìn)行分析對(duì)于保障社會(huì)的正常運(yùn)行具有十分重要的意義。

一、電力電纜運(yùn)行故障分類

通過(guò)對(duì)各大城市輸電線路的故障頻數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)自1997年以來(lái)10～220kV線路的線路故障率逐年遞減，但與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大差距。我國(guó)對(duì)電纜行業(yè)的關(guān)注不夠線路的鋪設(shè)和安裝質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)和維修技術(shù)都比較落后。近年來(lái)我國(guó)的城市輸配電網(wǎng)絡(luò)普遍使用了地下電纜，由于電纜自身的絕緣制造、電纜附件的施工和安裝等原因造成了電纜的運(yùn)行故障。對(duì)于10kV及以上的電纜，出現(xiàn)的故障種類較多與110kV以上的電纜相比，其運(yùn)行要求不高即使有輕微的磨損也可以正常工作。另外根據(jù)電纜的失效特征可以將其劃分為高電阻故障和低電阻故障。當(dāng)直流電壓出現(xiàn)故障時(shí)高阻值可以提高10倍，而低阻值則是當(dāng)電阻低于200歐姆時(shí)線路就會(huì)發(fā)生故障。

二、10kV及以上電力電纜運(yùn)行故障的原因

（一）外力的破壞

當(dāng)電力電纜遭受外力破壞時(shí)可以將其劃分為：直接外力和間接外力，其中直接的外力損壞就是在城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中被大型機(jī)械給摧毀挖掘機(jī)、風(fēng)鎬、鏟土機(jī)等都會(huì)對(duì)電纜產(chǎn)生直接的損壞，從而引起電纜的短路喝出現(xiàn)故障，還有可能造成電纜的絕緣損壞如果不加以有效的處理將會(huì)對(duì)電纜造成很大的損害。間接損壞是指在城市建設(shè)中從建筑工地到光纜都要有一定的距離，由于施工設(shè)備不會(huì)對(duì)電纜造成直接的傷害因此現(xiàn)場(chǎng)的工人和電纜巡查人員并不會(huì)發(fā)現(xiàn)。在進(jìn)行工程的過(guò)程中必然會(huì)對(duì)周邊的建筑物以及地面產(chǎn)生一些影響，如果地面坍塌就會(huì)引起電纜的運(yùn)動(dòng)，從而破壞電纜的金屬外殼產(chǎn)生絕緣層的錯(cuò)位留下安全隱患。

（二）自然原因和人為原因

大部分的電纜都是埋在地下的，因?yàn)榈叵碌奶厥馔寥赖乃釅A度也會(huì)有很大的差別，例如靠近廠房的電線會(huì)被腐蝕、損壞。其次有些地區(qū)的土壤比周圍的溫度要高，所以電纜線在這種情況下最容易產(chǎn)生膨脹。工作人員在鋪設(shè)電纜時(shí)要注意把接頭部位的安全隱患給排除掉特別是在潮濕地區(qū)電線接頭很容易被水浸透，從而導(dǎo)致漏電給人們帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。電線的內(nèi)部含有大量的金屬這種金屬在市面上的價(jià)格總是很高，所以經(jīng)常會(huì)有人來(lái)偷盜。在城市的某些偏僻地區(qū)經(jīng)常會(huì)有不法份子偷電線，所以在偷電線時(shí)會(huì)對(duì)相應(yīng)的線路進(jìn)行一定的損壞導(dǎo)致電纜的失效。

（三）電纜使用的附件質(zhì)量不合格

普通的電纜配件是多層固體絕緣的。在生產(chǎn)、安裝過(guò)程中存在著各種各樣的問(wèn)題容易造成了電纜的故障。一是在電纜中間接頭處采用密封由于設(shè)計(jì)中存在著地下水濕度超標(biāo)的問(wèn)題，而電泳法是在電場(chǎng)中進(jìn)行的通過(guò)方向變換它會(huì)逐步地被插入到線纜的中心節(jié)點(diǎn)，然后在界面上形成電水珠。由于這一現(xiàn)象將使電阻的功率降低，使接觸表面放電并使電纜內(nèi)部發(fā)生短路。二是在使用過(guò)程中由于環(huán)境、溫度等原因?qū)е码娎|在使用過(guò)程中存在著熱脹冷縮的問(wèn)題，特別是在熱收縮后由于附件不會(huì)產(chǎn)生彈性變形導(dǎo)致絕緣層和光纜附件之間產(chǎn)生呼吸作用，同時(shí)空氣中的濕度大容易造成附件內(nèi)部的短路失效。三是線纜連接的失效該失效為一種預(yù)型式的失效其端部的彈性和定伸性均不理想，從而造成了由附屬?gòu)?fù)合界面所構(gòu)成的夾持度達(dá)不到所要求的壓力標(biāo)準(zhǔn)即使是在干燥的情況下在接觸面上也會(huì)發(fā)生放電并引起安全事故。由于材質(zhì)的原因電纜配件也會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題。當(dāng)遇到明顯的天氣條件時(shí)電纜配件會(huì)提前失效，或是由于電纜末端材料的老化而產(chǎn)生泄漏。空氣質(zhì)量會(huì)對(duì)電纜的使用狀況造成很大的影響讓工作環(huán)境逐步惡化，從而導(dǎo)致電纜附件的絕緣層及端部邊緣產(chǎn)生放電引起電纜失效。

（四）電纜施工工作質(zhì)量有問(wèn)題

在鋪設(shè)電力電纜的過(guò)程中由于地理?xiàng)l件、施工人員的技術(shù)和時(shí)間等因素的影響，往往會(huì)使電纜的鋪設(shè)受到很大的限制。同時(shí)也容易造成電纜進(jìn)水、金屬屏蔽、外殼保護(hù)膜損壞等問(wèn)題，所以在鋪設(shè)電纜時(shí)很容易出現(xiàn)受潮的情況從而導(dǎo)致提前出現(xiàn)操作失效的問(wèn)題。根據(jù)以往的建筑經(jīng)驗(yàn)這種類型的故障在全部的失效中占據(jù)了一成左右，但是這種現(xiàn)象可以預(yù)防施工方在工作時(shí)并未注意預(yù)防。在建造前若能對(duì)直流電壓進(jìn)行測(cè)試則不會(huì)有工作品質(zhì)問(wèn)題。電纜本身的生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題首先要注意到電纜絕緣中的微孔、雜質(zhì)的大小、數(shù)目、絕緣層的離心性。近年來(lái)電力電纜的生產(chǎn)技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，而且電纜本身的質(zhì)量也有了很大的改善。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇一些線材生產(chǎn)商往往會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中盡量采用負(fù)容限來(lái)減少生產(chǎn)成本，從而導(dǎo)致線纜本身質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行電纜敷設(shè)的過(guò)程中由于地理環(huán)境、施工人員技術(shù)、工期等因素的影響，電纜出現(xiàn)了金屬屏蔽、外部保護(hù)套損壞、電纜進(jìn)水等問(wèn)題，從而造成電纜在鋪設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)了電纜的受潮現(xiàn)象，從而在使用過(guò)程中出現(xiàn)了提前失效的現(xiàn)象。從以往的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，該問(wèn)題占據(jù)了一層，實(shí)際上，這種施工意外是可以避免的只是他們沒(méi)有意識(shí)到。如果在電纜安裝之前進(jìn)行直流電壓測(cè)試，則不會(huì)出現(xiàn)這種故障。由于技術(shù)水平、地理位置、工期等因素的影響造成了電纜的金屬屏蔽、進(jìn)水以及外部保護(hù)膜的損壞，所以，在鋪設(shè)電纜時(shí)極易發(fā)生受潮從而使電纜提前失效，根據(jù)以前的工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)此類故障占全部失效的10%，其實(shí)這類故障是可以避免的只要工作人員在施工前對(duì)直流電壓進(jìn)行精確測(cè)量就可以盡量減少對(duì)工作品質(zhì)的影響。

三、10kV及以上電力電纜運(yùn)行的策略

（一）改善電纜的材料

電纜的使用壽命不僅決定了其材質(zhì)的優(yōu)劣，而且也是確保其不會(huì)受到更多的外力損害的一個(gè)重要保障。所以在進(jìn)行鋪設(shè)之前必須確保所用的材料符合要求。根據(jù)電氣工作特性選用電纜材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮選用具有較高溫度和較好的絕緣性能。在選購(gòu)電線時(shí)應(yīng)先確定材質(zhì)廠商是否有相應(yīng)的資質(zhì)并達(dá)到國(guó)家的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外在鋪設(shè)完電纜后要進(jìn)行定期的保養(yǎng)，并對(duì)其進(jìn)行定期的檢測(cè)和檢測(cè)，避免出現(xiàn)故障、老化，減少檢修的次數(shù)和頻率為國(guó)家電網(wǎng)安全生產(chǎn)提供有力保障。

（二）強(qiáng)化電纜運(yùn)行管理

對(duì)每一項(xiàng)工作來(lái)說(shuō)要提高工作效率逐漸的加強(qiáng)管理是提高工作效率的先決條件，為了保證電纜在最大程度上保持正常、穩(wěn)定的工作降低發(fā)生事故的概率必須加強(qiáng)對(duì)電纜的管理使發(fā)生故障的概率降到最低，通過(guò)多年的實(shí)際工作證明加強(qiáng)電力電纜的運(yùn)營(yíng)管理必須做到：一是要定期開(kāi)展挖掘工作每年一次。在實(shí)際施工中應(yīng)檢測(cè)接頭有無(wú)發(fā)熱、無(wú)積水等情況并應(yīng)留意有無(wú)白蟻。安全隱患一經(jīng)發(fā)現(xiàn)必須立即進(jìn)行維護(hù)。二是對(duì)電纜末端進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)以盡量避免出現(xiàn)電纜末端接頭的情況必須進(jìn)行一次以上的檢測(cè)。三是對(duì)于使用了15年以上的電纜必須要進(jìn)行挖掘根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行重點(diǎn)檢查，例如安裝自動(dòng)饋電保護(hù)裝置隔離其他故障電纜。強(qiáng)化的管理一直是提高工作效率的重要先決條件，同時(shí)也是對(duì)線纜的操作0為防止在使用中頻繁發(fā)生故障必須加強(qiáng)對(duì)電纜的管理以降低事故發(fā)生率。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際工作和研究認(rèn)為要強(qiáng)化電纜的使用管理必須采取如下措施：①對(duì)線路進(jìn)行定期的挖掘并保證一年內(nèi)不少于一次。在檢測(cè)時(shí)要檢查接頭有沒(méi)有水、有發(fā)熱、有無(wú)白蟻。一旦發(fā)現(xiàn)有安全問(wèn)題必須立即進(jìn)行修復(fù)。（2）對(duì)電纜末端進(jìn)行超聲波檢測(cè)一年內(nèi)至少一次以防止電纜接頭發(fā)熱、局放燈等安全問(wèn)題。（3）對(duì)使用了15年以上的電纜要進(jìn)行挖掘檢查，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的線路計(jì)劃進(jìn)行重點(diǎn)檢查，例如：安裝饋線自動(dòng)開(kāi)關(guān)，隔離其他故障線纜，檢查繼電保護(hù)設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)故障必須立即進(jìn)行處理。

（三）嚴(yán)格驗(yàn)收電纜敷設(shè)質(zhì)量

在電纜的全過(guò)程中，質(zhì)量驗(yàn)收是衡量電纜工程是否合格的重要指標(biāo)，也是保證其安全運(yùn)行的一個(gè)重要保證。電纜是供電設(shè)備中的關(guān)鍵部件如果出現(xiàn)故障或出現(xiàn)安全事故就會(huì)引起火災(zāi)，因此對(duì)電纜的質(zhì)量驗(yàn)收主要體現(xiàn)在消防設(shè)備的設(shè)置上不但要檢查電線表面有沒(méi)有涂上阻燃劑，而且要在電線比較多的地方看看有沒(méi)有安裝防火板如發(fā)現(xiàn)不符合要求應(yīng)及時(shí)通知電纜施工方并督促其及時(shí)進(jìn)行返工調(diào)試，以便更好地提高電纜敷設(shè)質(zhì)量。電纜質(zhì)量驗(yàn)收是電纜安全管理工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)它不僅是判定電纜施工是否符合規(guī)范要求的基礎(chǔ)，而且是保證其安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。電纜是電力設(shè)備中的關(guān)鍵部件如果發(fā)生安全事故很容易引起火災(zāi)，因此在進(jìn)行電纜質(zhì)量驗(yàn)收工作時(shí)消防設(shè)備的設(shè)置就顯得尤為重要，所以工作人員既要對(duì)電纜表面進(jìn)行有效的檢查，又要對(duì)電纜鋪設(shè)密度大的地區(qū)進(jìn)行檢查。如果出現(xiàn)不符合要求的情況必須立即通知施工方要求他們盡快進(jìn)行調(diào)試以保證電纜的安裝質(zhì)量。

（四）電力電纜線路的交接和預(yù)防性試驗(yàn)

目前我國(guó)內(nèi)的電力電纜絕緣線路普遍推薦使用OW、VLF和20～300 Hz的交流電壓測(cè)試，由于缺少測(cè)試手段和測(cè)試規(guī)范許多操作單位仍將直流電壓測(cè)試作為預(yù)防性測(cè)試和竣工驗(yàn)收測(cè)試。如果工作人員采用直流耐壓測(cè)試方法不僅無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜存在的安全隱患，而且可能會(huì)對(duì)電纜本身產(chǎn)生一定的損傷，從而讓電纜在使用過(guò)程中發(fā)生早期失效，例如A、C兩項(xiàng)的數(shù)據(jù)中，含有大量的充油電線和油紙絕緣，因此，本研究將 A項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)視為一種有效測(cè)試，但這些測(cè)試規(guī)范和等效性的影響仍有待進(jìn)一步研究和完善。采用絕緣電阻計(jì)準(zhǔn)確地確定了電纜的故障部位。在測(cè)量故障點(diǎn)之前工作人員務(wù)必做好保護(hù)措施在距離故障發(fā)生地點(diǎn)lm處將發(fā)生故障的相線切斷，然后用絕緣電阻儀對(duì)線路進(jìn)行測(cè)量最后得到準(zhǔn)確的故障點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)

總之，10kV及以上線路在使用過(guò)程中發(fā)生故障的主要原因有四個(gè)，其中包含了外部的破壞力、電纜所用的附屬設(shè)備的質(zhì)量、安裝和系統(tǒng)的問(wèn)題。在實(shí)際工程中若不考慮外部失效的因素在1～5a內(nèi)電纜極易出現(xiàn)故障。由于電纜和設(shè)備的質(zhì)量不合格在安裝時(shí)也存在一些問(wèn)題，所以，對(duì)10kV及以下線路的故障進(jìn)行預(yù)防不僅要從一方面進(jìn)行分析，還要從多個(gè)方面對(duì)其原因進(jìn)行分析并對(duì)其進(jìn)行合理的保護(hù)確保電纜的正常工作。10kV及以上電纜的運(yùn)行故障其原因有外部破壞、電纜附件制造缺陷、電纜安裝缺陷、電纜系統(tǒng)缺陷等。在不考慮外部失效的情況下電纜在1～5a的運(yùn)行中容易發(fā)生故障，這是由于電纜和附件的質(zhì)量和安裝問(wèn)題造成的。因此對(duì)于10kv及以上的電纜不能只從一個(gè)方面來(lái)考慮要對(duì)其進(jìn)行全面的分析，然后采取科學(xué)的保護(hù)措施才能確保其正常工作。10kV及以上線路在使用過(guò)程中發(fā)生的故障應(yīng)從多個(gè)角度考慮，工作人員要正確認(rèn)識(shí)電纜在工作中的內(nèi)外原因以防止其受到外界的損害，同時(shí)要避免使用不符合要求的電纜特別是在鋪設(shè)中存在的管理和安裝問(wèn)題。10kV及以上線路在使用時(shí)要從多個(gè)角度考慮問(wèn)題只有全面了解引起線路失效的內(nèi)外原因才能防止線路損壞和線路受外界因素的干擾。工作人員在鋪設(shè)電纜時(shí)應(yīng)注意施工中常見(jiàn)的安裝問(wèn)題和質(zhì)量管理方面的問(wèn)題。

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