10kV配電網智能電纜的研發

郭清苗

摘要：隨著經濟和各行各業的快速發展，新建和改建城市的供電均采用電力電纜，對電力電纜在工作中穩定性、持久性有較高的要求。電線電纜在電力行業具有重要地位，隨著城市內部的電力電纜逐漸增多，電力電纜出現的故障也逐漸增多。為了掌握故障的原因，降低故障發生頻率，技術人員應在檢測中進行分析，找出相應的原因，并制定規范的預防措施。

關鍵詞：10kV;配電網;智能電纜;研發

引言

電纜在配電網中的的使用越來越多，供電系統內部電纜出現問題的幾率會變大。基于此，以電力電纜故障診斷為研究對象，采用小波奇異熵算法對電纜故障原始信號進行故障特征量提取，然后采用神經網絡辨別電纜故障類型。仿真結果表明本方案能夠準確辨別出故障類型，具有較高的精準度。

1配電網智能電纜的特點

依據智能電網技術需求開發的配電網智能電纜，就是在電纜導體內植入新型光纖傳感器單元，通過與測控設備組合形成智能電纜系統，實現電纜運行動態測控、智能化運維管理、動態增容、狀態評估、風險預警等功能，并提升運維管理效率，有效保證供電的可靠性。與傳統電纜相比，配電網智能電纜具有以下優點：（1）采用新型光纖傳感器，彌補了傳統傳感技術的不足，具有獨特的優勢：①光纖傳感器既是信號的傳輸介質，又是敏感的傳感元件，具有靈敏度高，響應速度快，與電子系統易兼容，可實現“傳輸”和“傳感”合二為一等優點。②具有無源特性，可實現不帶電遠距離測量，解決了有源傳感器植入電纜無法取電的技術缺陷，并且不存在過電壓問題，不存在漏電和電擊危險，具有良好的安全性。③具有分布式特點，可沿電纜長度方向分布式布置，實現了長距離連續監測，可探測出沿著電纜長度方向不同位置的物理量，如溫度、應變等，實現真正意義的分布式監控功能。④新型光纖傳感器不受電磁波干擾影響，具有很強的抗干擾能力。（2）新型光纖傳感器直接植入電纜導體，可更直接、更準確地監測電纜運行的各項物理量。（3）隨著新型光纖傳感技術的發展，為產品的升級開發帶來了無限可能。

2電纜常見故障分析

2.1傳輸電壓超負荷造成的電纜損傷

電力電纜自身所運用的材料有著相應的絕緣等級，如出現了很大的過電壓如對地短路、雷擊等事故，電纜絕緣層就可能出現被燒壞擊穿的問題;電纜制造中的工藝和設計問題。電力電纜在設計制造中，鉛（鋁）護層容易留下破口等缺陷。絕緣包裹過程中，紙絕緣也容易出現破損、褶皺和間隙重疊等缺陷。電纜的附件制造中會出現鑄鐵件砂眼，瓷件機械強度不夠和組裝密封性不嚴等缺陷。電纜中間接頭和終端的制造過程中會出現防水和電場分布的設計缺陷或制造工藝問題，容易導致后期運行中發生故障。

2.2濕度較大導致的故障

常見的電力電纜都由絕緣層進行保護，防止受到外界環境溫度及濕度的侵擾，但是在實際電力電纜故障分析過程中也發現了部分故障是由于電纜受潮導致的。而這些故障的發生點通常是在電纜的接頭位置，而經過故障因素檢測后，發現電纜的接頭質量不佳，同時存在部分電纜接頭所處的環境濕度較大，腐蝕了電纜內部保護套，使其出現裂紋，從而降低絕緣性和保護性，導致在遭受外界環境影響及內部電流變化時出現電力故障。

3電纜故障維修的有效措施

3.1測聲法

測聲法根據故障電纜在放電過程中產生的聲音進行故障查找，這種方法對高壓電纜的絕緣層閃絡放電比較有效，在普通電纜中效果并不明顯。測聲法應用的設備主要為直流耐壓試驗儀器，高壓電容器充電到相應電壓范圍內時，儀器會對電纜故障點進行放電，高壓電纜的絕緣層會出現火花放電的聲音。架空地面上安裝的電纜，可通過聽覺直接查找故障位置，若電纜安裝在地下，需要先確定并標記電纜的總體走向，再利用相關技術進行定點測試，在檢測的過程中放電聲明顯的地段，就是電纜的故障點。在沒有定點儀器、相關檢測設備時，需要借用助聽器、聽診器進行查找，查找時需要將相關設備貼近地面，沿著電纜安裝的走向進行移動，聲音最大處為電纜的故障點，使用測聲法時應注意安全，測試過程中需要安排安全管理人員進行監督，避免在查找過程中出現人身安全隱患問題。

3.2優化電纜敷設技術

經實踐發現，工作人員基于現實情況，因地制宜地開展電纜安裝與施工部分工作，其施工效果更為理想。針對雨量較多或本身地下水位較高的施工地點，工作人員可以借助直埋敷設技術輔助工作。該部分施工工作的順利開展，能夠降低地下水對電纜的不良影響，所在區域的電纜安裝質量將因此大幅提升。至于需要高密度進行施工的區域，施工人員可以借助隧道鋪設方法輔助施工。筆者認為，施工人員結合地理特征、電纜鋪設需要，合理開展敷設部分工作，能夠使電纜安裝質量與應用質量得以保證。

3.3解決電纜腐蝕及老化問題的方法

電纜出現腐蝕及老化問題通常是與周圍環境有關，想要提高電纜的使用壽命，還需要對電纜所處的環境進行嚴格的控制。為了減少電纜腐蝕情況的發生，需要盡可能選擇較為中型的環境，確保熱源地點離電纜有一定的距離，從而保障電纜的質量，提高使用效率。另外，為了減少電纜老化問題，需要對電瓷構件進行更新，淘汰鐵腳鑲入式的電瓷構件，并對一些容易發生老化損壞的絕緣電磁器件進行更換，以便更好地提高電纜的使用壽命。除此之外，為了提高絕緣等級，還可以在電纜附近安裝防雷裝置，避免電纜受到破壞。

3.4落實電纜施工的全程質量監督

首先要從前期規劃角度出發，在采購電纜構件的過程中，針對采購商的產品資質及信譽保障進行嚴格審查，產品的運輸及儲存環節都要落實質量監管，嚴格剔除參數不合格的構件。在電纜施工的過程中，要確保施工工藝和施工需求相符，同時要結合不同的施工環境來落實電纜保護措施，例如針對地下水成分復雜的環境，要及時針對電纜的外保護層進行防腐蝕處理。在電纜鋪設作業完成后，要階段性地檢測電纜的運行質量和基礎性能是否良好，尤其是針對使用了一定時間的電纜進行嚴格的質量監測，分析其散熱性能及絕緣性能。另外，針對生產商，在生產電纜及相關附屬構件的過程中，必須要嚴格落實工藝標準化、生產科學化、管理全面化的生產制度，從生產源頭上杜絕產品質量的缺陷，才能進一步提升電纜的安全運維效率，減少故障發生的概率，降低對電力系統及供電服務的不良影響。

結語

隨著社會發展及居民生活質量的提升，對電力系統的要求也更加嚴格，因此需全面提升電力電纜的日常運維工作質量。在電力電纜的故障案例基礎上進行因素分析，我國各城市、工廠、企業中廣泛應用電力電纜，電力電纜具有鋪設隱蔽、運行可靠、美化周邊環境等特征。電纜是城市供電系統中較為重要的組成部分，對供電的安全性、可靠性均具有重要意義。在10kV供電線路的運行中，電纜影響人們的正常生活、工作用電，相關電力供電企業工作管理人員應加強對電纜的維護工作，確保在供電過程中的安全性、穩定性、可靠性，滿足人們對日常生產生活用電的基本要求，提升電纜供電質量，推動供電企業的長效發展與運營。

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