110kV電力電纜故障查找方法及問題

朱彥宇

摘要：隨著電力電纜在電網(wǎng)輸電系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，電纜的故障也隨之增多。電力電纜故障如何探測(cè)，怎樣能快速準(zhǔn)確地查找到故障點(diǎn)的精確位置，縮短故障的修復(fù)時(shí)間，成為各供電企業(yè)越來越關(guān)心的問題。本文巷于從事一線電纜故障檢修工作的角度，分析110kV電力電纜故障的測(cè)試方法和對(duì)常見問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障;查找方法;問題探討

前言：隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市建設(shè)力度逐漸加大，電力電纜在工業(yè)和生產(chǎn)生活中都得到了廣泛的應(yīng)用，但是其故障率在逐漸增加。由于110kV及以上電纜是主要的電力傳輸用網(wǎng)絡(luò)，因此其發(fā)生故障的概率也相對(duì)較高，因此分析110kV高壓電纜故障原因，并提出對(duì)應(yīng)的維護(hù)措施，對(duì)提高供電網(wǎng)絡(luò)可靠性具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于110kV電纜主要使用了交聯(lián)聚乙烯電纜進(jìn)行敷設(shè)，而且多采用直埋電纜溝、電纜隧道的敷設(shè)方式，導(dǎo)致110kV高壓電纜具有投資規(guī)模大、故障難檢測(cè)、電纜容易遭盜竊等問題，這給110kV高壓電纜的運(yùn)行與維護(hù)提出了較高的要求。

一、110kV電纜故障形成機(jī)理

隨著電力系統(tǒng)更新及技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的架空輸電線路在建設(shè)過程中逐步被電力電纜所取代。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中開始出現(xiàn)電纜事故增加，輸電線路可靠性受到威脅等問題。從實(shí)際的電力電纜運(yùn)行及維護(hù)經(jīng)驗(yàn)來看，在所有電纜故障成因中，電纜頭故障是造成電纜事故的主要因素;其次，電纜本體以及接地線在使用過程中因?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)開挖等外力破壞是另外一個(gè)因素。其中，電纜接頭故障通常發(fā)生在電纜的絕緣屏蔽斷口位置，這是由于該位置為電應(yīng)力集中的部位。在施工處理過程中若安裝工藝、質(zhì)量不能達(dá)到要求，例如絕緣填充劑處理不當(dāng)、電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在雜質(zhì)、氣隙等問題時(shí)，會(huì)造成電場(chǎng)的分布極為不均，為電纜故障留下隱患。而在實(shí)際的運(yùn)行過程中，這些部位一旦反復(fù)承受電壓的沖擊，達(dá)到對(duì)應(yīng)水平之后，將會(huì)使得絕緣體形成“樹枝化放電”問題，對(duì)電纜的絕緣性能產(chǎn)生破壞，從而產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，并逐步擴(kuò)大，從而造成電纜安全事故。

二、110kV電纜運(yùn)行過程中常見的故障成因

導(dǎo)致110kV高壓電纜運(yùn)行過程中發(fā)生故障的原因較多，包括制造、施工、運(yùn)行以及維護(hù)等各個(gè)方面。下面將結(jié)合電纜維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的主要故障現(xiàn)象，探討常見故障的主要原因。

2.1電纜接頭處理工藝較差

當(dāng)前，110kV高壓電纜所使用的電纜頭主要是預(yù)制型頭，該中接頭采用了由硅橡膠或者三元乙丙橡膠等彈性材料制成，具有較高的絕緣性能。但是，在接頭安裝和處理過程中，因?yàn)樘幚砉に嚥睿蛘邲]有安裝對(duì)應(yīng)的處理程序進(jìn)行安裝，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了該位置處絕緣層破壞的問題。從故障處理過程中的解剖結(jié)果來看，主要是因?yàn)榻宇^的熱縮套管中有水分，而且電纜的鋁護(hù)套搪鉛部分發(fā)生了明顯的電腐蝕情況，其中發(fā)現(xiàn)大量的腐蝕性白色粉末。同時(shí)，兩側(cè)的銅編織帶纏繞方式不合理，且在電纜的鋁屏蔽罩表層發(fā)現(xiàn)有明顯的打磨痕跡。上述現(xiàn)象表明該故障主要是因?yàn)殡娎|接頭安裝過程中因?yàn)樘幚砉に嚥睿瑢?dǎo)致接頭的密封不嚴(yán)，在電位差以及環(huán)境中水份的長(zhǎng)期作用下，導(dǎo)致電纜的鋁護(hù)套受侵蝕，使得預(yù)制體、鋁護(hù)套以及銅編織帶直接的電氣狀況日益惡化，最終造成了電纜接頭內(nèi)部的主絕緣被擊穿而發(fā)生故障。

2.2電纜敷設(shè)方式不合理，絕緣層被破壞

在電纜敷設(shè)過程中因?yàn)閷?duì)高等級(jí)電纜敷設(shè)技術(shù)沒有充分掌握，部分施工人員根據(jù)10kV電纜敷設(shè)的相關(guān)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行施工，導(dǎo)致高壓電纜本體的絕緣層在施工的過程中被劃傷，而環(huán)境中的半導(dǎo)電顆粒物質(zhì)等在長(zhǎng)期的使用過程中嵌入到絕緣層中，給后續(xù)電纜的正常使用造成影響。這種問題最為隱蔽，因?yàn)樵谑┕ず蟮膶?shí)驗(yàn)過程中，由于劃傷的深度不足以直接破壞絕緣層（沒有暴露鋁護(hù)套），交接試驗(yàn)時(shí)并不會(huì)被發(fā)現(xiàn)（電纜外護(hù)層厚度為3-5mm，劃傷深度小于2mm即能通過試驗(yàn)）。但是在長(zhǎng)期的使用過程中卻會(huì)給高壓電纜的使用留下隱患。

2.3外力破壞原因

外力破壞包括開挖破壞、被盜等現(xiàn)象，本文主要是指運(yùn)行過程中電纜的回流線、中間接頭接地線被盜的問題。這主要是因?yàn)樵陔娎|運(yùn)行過程中相關(guān)部門的巡視工作不足，或者對(duì)應(yīng)的偷盜方式使得巡視人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)回流線、中間接頭接地線被盜。一旦出現(xiàn)外力破壞問題，會(huì)導(dǎo)致電纜的接地方式改變，使得110kV電纜外護(hù)層產(chǎn)生的感應(yīng)電壓不能得到釋放，而施工過程中產(chǎn)生的絕緣層劃傷位置會(huì)導(dǎo)致電纜的鋁護(hù)套發(fā)熱，從而使得外護(hù)套PVC絕緣層、半導(dǎo)電層等被高溫破壞，最終造成電纜本體被擊穿的故障。

三、110kV電纜運(yùn)行過程中故障隱患的處理

3.1完善電纜線路的防火工作

電纜運(yùn)行過程中出現(xiàn)的火災(zāi)、爆炸事故大多是由于電纜頭故障導(dǎo)致的，在日常的運(yùn)行維護(hù)過程中要做好如下幾個(gè)方面的工作：

（l）要及時(shí)的對(duì)電纜進(jìn)入電纜溝/隧道、電纜槽盒、電纜夾層的管口進(jìn)行防火封堵處理，避免由于其中單股電纜著火而將其他電纜引燃;

（2）應(yīng)該按照標(biāo)準(zhǔn)在電纜溝/隧道中每相隔60-100m的位置設(shè)置專門的防火墻，并在豎井中設(shè)置防火隔板，尤其要注意在電力電纜與控制電纜之間設(shè)置專用防火隔板;

（3）要在的中間接頭設(shè)置專用的防爆防火槽盒，且在其兩端涂刷防火涂料，長(zhǎng)度大于3m，厚度超過2mm。

3.2做好電纜線路預(yù)防性試驗(yàn)

預(yù)防性試驗(yàn)是110kV及以上高壓電纜日常運(yùn)行維護(hù)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜損傷以及故障的主要手段，從而為電纜運(yùn)行過程中的及時(shí)修復(fù)和更換提供依據(jù)，有效的減少大面積停電故障，確保供電網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。在實(shí)際的試驗(yàn)過程中，主要包括這樣兩個(gè)方面：

3.2.1電纜主絕緣線路的絕緣電阻試驗(yàn)

基于《電力電纜運(yùn)行規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，110kV及以上高壓電纜運(yùn)行過程中的絕緣電阻試驗(yàn)周期最長(zhǎng)為一年。在試驗(yàn)過程中，使用5000V兆歐表進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電纜的主絕緣層絕緣電阻較低時(shí)，則應(yīng)該結(jié)合之前的試驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)期的數(shù)據(jù)不能作為電纜更換的單一依據(jù)。

3.2.2電纜主絕緣直流耐壓與泄漏電流試驗(yàn)

基于《電力電纜運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定，110kV及以上高壓電纜運(yùn)行過程中的直流耐壓與泄漏電流試驗(yàn)周期最長(zhǎng)為一年，而且每次進(jìn)行接頭、終端更換之后，要重新進(jìn)行直流耐壓與泄露試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，110kV電纜線路的試驗(yàn)電壓應(yīng)設(shè)置為192kV，在加壓5min后不得擊穿。在5min的加壓過程中，電流的泄露值不得超過耐壓1min時(shí)產(chǎn)生的電流泄漏值。沒有通過直流耐壓試驗(yàn)的電纜不得投入到實(shí)際的應(yīng)用中，并及時(shí)的找尋故障點(diǎn)進(jìn)行更換。

四、結(jié)束語

隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深入，市場(chǎng)對(duì)于電能資源提出了更高層面的需求，電力資源已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約性資源之一。但是在我國的電力供應(yīng)過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電力電纜故障等問題，對(duì)居民的生產(chǎn)和生活造成了巨大的威脅。我國電纜大多采取110kV等級(jí)，因此必須從多種途徑出發(fā)探析故障原因，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供穩(wěn)定的電力保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡泊. 110kV電力電纜故障查找方法及問題[J]. 通信電源技術(shù)， 2019， 036（012）：268-269.