10kV 環網柜電纜終端典型故障及解決方案

吳劍

（國網四川省電力公司都江堰市供電分公司，四川 成都 611830）

0 引言

10kV 環網柜電纜終端是電力系統中非常重要的設備之一，主要用于提供電纜進出線的接口處的終端封堵和電氣連接。其在電力系統中具有連接電纜、傳遞電能和實現電力配電等功能。由于10kV 電纜所承受的電壓較高，因此對其進行正確、穩定的連接和絕緣至關重要。如果10kV 環網柜電纜終端出現故障或設備失效，將會導致電力系統的異常中斷或停電，給生產和生活帶來極大的影響和損失。因此，對10kV 環網柜電纜終端的維護和檢修十分重要。通過合理的運維措施和故障排除方案，可以最大限度地保證10kV 環網柜電纜終端及電力系統的可靠性和穩定性，確保電力供應的連續和穩定。

1 典型故障類型

1.1 絕緣故障

10kV 環網柜電纜終端作為電力系統中的重要設備，常常會出現各種故障。其中，絕緣故障是常見的一種類型。絕緣故障主要包括絕緣老化和絕緣擊穿兩個方面。

絕緣老化是指電纜終端絕緣材料由于外界環境的影響以及長期工作負荷作用下逐漸失去絕緣性能的過程。絕緣老化常常是電纜使用時間過長、材料老化以及高溫、濕度等環境因素的共同作用結果。主要表現為絕緣材料變脆、開裂、變色、斷裂等現象，從而導致絕緣性能下降。絕緣老化嚴重時，可能會造成絕緣擊穿，引發設備故障甚至事故[1]。

絕緣擊穿是指電纜終端絕緣層在承受過高電壓時無法維持絕緣狀態，電流迅速通過絕緣層，導致絕緣層破裂的現象。絕緣擊穿可能由于多種原因導致，如過電壓、過電流、絕緣破壞、設備間隙不足等。絕緣擊穿會導致電纜終端的電流突然升高，可能引發短路、設備損壞甚至火災等嚴重后果。

1.2 接頭故障

接頭故障對10kV 環網柜電纜終端的可靠運行和電力系統的安全供電造成了影響。接觸不良會引起電流不穩定、設備運行異常和能量損耗。接頭溫升過高則可能導致接頭老化、絕緣性能下降和設備損壞。因此，對于接頭故障，需要及時發現、監測和處理，以保證電力系統的正常運行和設備的安全運行。具體闡述如下。

接頭接觸不良是指電纜終端的接頭處存在著電流傳導不暢、電阻增大等問題。這種故障可能由于接頭連接不牢固、接頭材料污染、接觸面氧化或損壞等原因導致。具體表現為接觸電阻增大，導致電流傳輸受阻，甚至出現接觸不良、斷開等現象。接觸不良引起的電流不穩定和過大的電阻損耗，可能導致設備運行不正常，造成電纜終端的局部過熱，降低設備的工作效率和壽命[2]。

接頭溫升過高是指電纜終端接頭處溫度升高超過正常范圍。這種故障可能由于接頭接觸不良、接觸電阻過大或線路負荷過大等原因引起。當接頭存在接觸不良或電阻增大時，電流通過接頭時會產生局部的熱量，導致接頭溫度升高。如果這種情況持續存在，會導致電纜終端的溫度升高過高，進而加劇接頭的老化和損壞。接頭溫升過高會損害電纜絕緣材料，降低電纜的絕緣性能，甚至引發設備故障和火災等嚴重后果。

1.3 電纜屏蔽層故障

電纜屏蔽層故障是比較常見的一種類型，主要表現為屏蔽層接地故障和屏蔽層損壞或腐蝕。以下將逐一進行闡述。

屏蔽層接地故障是指屏蔽層與地之間存在著電流過大或阻抗不匹配等問題，導致電纜終端屏蔽層不能正常起到屏蔽和干擾抑制作用。這種故障可能由于接地電阻過大、接地方式不當或接地系統損壞等原因引起。具體表現為屏蔽層內出現高頻電流和信號，在設備運行時產生暫態電壓，干擾周圍的電子設備并可能影響電力系統的抗干擾性能和穩定性。如果該故障得不到及時解決，還會影響電纜終端的絕緣性能，加劇設備老化和損壞[3]。

屏蔽層損壞或腐蝕是指電纜終端的屏蔽層存在著損壞、斷裂、腐蝕等問題，導致屏蔽層失去了正常的屏蔽作用。這種故障可能由于長期使用、惡劣環境或制造工藝等原因引起。具體表現為屏蔽層損壞后，電纜終端內部的電磁場會受到擾動，產生高頻電壓和電流，干擾設備的正常運行，影響電力系統的穩定性。同時，屏蔽層損壞還會導致電纜終端在受雷擊或瞬時過電壓等外界干擾時易受損壞，進而加劇設備的老化和損壞。

1.4 過電壓故障

過電壓故障是電力系統中常見的故障類型之一，對10kV 環網柜電纜終端和相關設備帶來嚴重威脅。過電壓故障的發生主要源于以下幾個方面。首先，雷電是導致過電壓故障的主要原因之一。當雷電擊中附近的電力線路或設備時，會產生高電壓脈沖，從而造成電纜終端承受瞬時過電壓沖擊。這種過電壓可能會導致絕緣擊穿，引發設備故障或火災。其次，開關操作不當也是引發過電壓故障的常見原因之一。如果在電網操作中出現操作不規范、開關切換過快或過頻等情況，會導致電流和電壓的突變，從而引發過電壓。特別是針對容性電流和感性電流的切換，需要特別注意操作的平穩性和協調性，以防止過電壓的發生[4]。此外，負載變化也可能導致過電壓故障。在電力系統中，當負載突然增加或減少時，可能會引起電壓的波動。如果電網的調節能力有限或負載變化過大，就容易出現過電壓現象。過電壓可能會導致設備絕緣擊穿，影響設備的正常運行。

1.5 接地故障

接地故障是指電纜終端及其他設備的接地系統存在著接地電阻過大、接地線路過長、接地方式不當等問題，導致電纜終端與大地之間存在電勢差，從而引發故障。接地故障會使電流通過非正常路徑流向大地，導致設備不能正常地工作，電力系統存在安全隱患。具體表現為設備外殼帶電、電纜終端溫度升高、設備損壞等。

2 解決方案

2.1 維護與檢修措施

10kV 環網柜電纜終端是電力系統中重要的組成部分之一，其正常運行對電力系統的穩定性至關重要。然而，由于長期使用和外界環境的影響，10kV 環網柜電纜終端存在一定的故障風險。為了預防和解決典型故障，以下是維護與檢修方面的重要措施。

首先，定期絕緣測試與監測是保證電纜終端正常運行的關鍵措施之一。通過定期進行絕緣電阻測試、介質損耗角正切測試等絕緣性能檢測，可以及時發現并修復潛在的絕緣故障。此外，還可以采用在線監測系統對電纜終端進行實時監測，以提前發現異常并采取相應措施。例如，當絕緣電阻明顯下降時，可以通過檢查接頭、清理絕緣表面等方式加以修復。

其次，檢查接頭的緊固和清潔程度也是解決10kV環網柜電纜終端故障的重要方面。定期檢查電纜接頭的緊固情況，確保接頭連接牢固，避免因接頭松動引起的故障。同時，注意接頭的清潔程度，及時清除污垢和濕氣，防止導致絕緣性能下降。例如，可以采用專用清潔劑對接頭進行清洗，并在接頭表面涂抹絕緣油等保護措施[5]。

此外，屏蔽層接地的定期檢查與維護也是非常重要的一項措施。屏蔽層接地的正常工作可以減小干擾電磁場的影響，提高電纜終端的工作穩定性。定期檢查屏蔽層接地的連接情況，確保接地良好，并及時處理接地電阻過大或斷路的問題。例如，在檢查中可以使用接地電阻測試儀進行測量，確保接地電阻符合規范要求。

2.2 故障排除措施

2.2.1 故障定位和診斷

故障定位和診斷是解決10kV 環網柜電纜終端典型故障的首要步驟。在發生故障時，需要迅速準確定位故障點，并對故障進行準確的診斷。為了實現這一目標，可以采用以下方法。

首先，可借助故障指示燈等設備進行初步故障定位。故障指示器能夠顯示故障位置的電壓變化情況，通過觀察指示器的提示，可以初步確定故障點所在的區域，縮小故障范圍。其次，可以進行電纜故障測量。采用高頻耦合法、返回阻抗法等測量方法，測量故障點的電纜長度和距離等參數，以進一步確定故障點的具體位置。最后，在確定故障點后，可以通過紅外熱像儀等設備進行故障點檢測。紅外熱像儀能夠對電纜終端附近的溫度進行掃描，檢測出異常的高溫區域，從而精確定位故障點。

2.2.2 絕緣恢復處理

絕緣恢復處理是解決10kV 環網柜電纜終端典型故障的關鍵步驟。一旦故障點確定，需要迅速采取措施進行絕緣恢復處理，以保證電纜終端的正常運行。以下介紹一些常見的絕緣恢復處理方法。

首先，對于絕緣擊穿故障，可以采取局部絕緣修復的方式。即在故障點附近進行絕緣表面清潔，并使用絕緣材料進行包裹和修復，以恢復絕緣性能。其次，對于接頭腐蝕、老化等導致的絕緣能力降低的故障，可以進行接頭更換或修復。例如，更換接頭時，應選擇合適的接頭規格，并采用正確的連接方法，確保接頭連接牢固、絕緣性能良好。此外，對于絕緣破損的故障，可以進行絕緣材料的更換。例如，采用合適的絕緣材料對破損部位進行修復，確保絕緣完好無損。最后，對于絕緣油漏出的故障，應及時檢查漏油原因，并采取相應的措施進行修復。例如，可以檢查絕緣油密封性能，更換不合格的密封件，以避免絕緣油的漏出。

2.2.3 接頭修復或更換

接頭在電纜終端中扮演著連接導線和電纜的重要角色。接頭腐蝕、老化等問題常常會導致絕緣能力降低，進而影響電纜的正常運行。因此，在故障排除過程中，接頭的修復或更換非常重要。

對于存在腐蝕的接頭，可以采取清潔和防蝕處理的方法。首先，將接頭表面徹底清潔，去除附著物和污垢。其次，使用適當的腐蝕處理劑進行處理，以去除接頭上的腐蝕物，并使其恢復到良好的工作狀態。如果接頭不能修復或腐蝕嚴重，就需要進行更換。在更換接頭時，需要注意選擇合適的接頭規格，并確保連接牢固、導線與電纜之間沒有松動。同時，為了保證接頭與電纜連接的穩定性，應采用正確的連接方法，并注意保持良好的絕緣性能。

2.2.4 屏蔽層修復或更換

電纜終端的屏蔽層起著保護導線免受外界電磁場干擾的作用。如果屏蔽層存在損壞或老化問題，會導致電磁干擾增加，影響電纜的傳輸性能。因此，對于損壞的屏蔽層，需要進行修復或更換。

對于局部損壞的屏蔽層，可以采取局部修復的方式。例如，使用屏蔽層修復帶或屏蔽層維修涂料進行修補，將損壞部分覆蓋，并保證與原有屏蔽層連接良好。修補后，需要進行屏蔽效果測試，確保修復后的屏蔽層能夠滿足要求。如果屏蔽層無法修復或損壞范圍較大，就需要進行更換。更換時，應選擇與原有屏蔽層相匹配的材料，并按照正確的方法進行更換。在更換過程中，需要注意確保新的屏蔽層與電纜終端連接緊密，并進行必要的絕緣處理，以保證屏蔽層的正常運行。

2.2.5 接地故障處理

接地故障是10kV 環網柜電纜終端常見的問題之一，會導致設備的接地電阻增大或接地線路斷開，進而影響電纜終端的正常運行。因此，必須定期對設備的接地電阻和接地線路進行檢查和維護。

在接地故障排除過程中，首先，需要對接地電阻進行測試。可以使用專用的接地電阻測試儀器，測量接地電阻值是否符合規定的標準。如果接地電阻超過規定范圍，可能存在接地線路故障或接地電極損壞的情況。此時，需要查找故障點，并進行修復或更換。同時，還應注意定期檢查接地線路的連接狀態。檢查接地線路是否松動、腐蝕或破損，如果發現異常情況，需要進行及時處理。可以采取緊固接頭、清潔接地線路等方法，確保接地線路的良好連接。

2.2.6 過電壓故障的防范和保護

過電壓是10kV 環網柜電纜終端常見的故障之一，可能由雷擊、開關操作、設備故障等原因引起。過電壓會給設備帶來巨大的沖擊，導致絕緣損壞甚至設備燒毀。因此，需要采取相應的防范和保護措施。

例如，安裝過電壓保護裝置，如避雷器、過電壓保護器等，用于吸收和消除過電壓沖擊。這些裝置能夠在過電壓出現時迅速接收和分散電壓，保護設備免受損害。此外，在設備維護和檢測方面也需要加強工作。定期檢查絕緣狀態和接地系統，及時發現和修復潛在的故障點。可以使用絕緣電阻測試儀器對絕緣狀態進行測試，確保其符合要求。另外，在設計電力系統時，應合理規劃電容補償設施。電容補償能夠減少電力系統中的電壓波動和過電壓，提高電力質量穩定性。通過合理設置電容補償裝置，可有效降低過電壓故障的發生率。

3 結語

綜上，10kV 環網柜電纜終端典型故障及其解決方案的重要性在于提高電纜終端的可靠性和穩定性，確保電力系統的正常運行。針對典型故障，可以采取維護與檢修和故障排除等措施，包括定期絕緣測試與監測、檢查接頭的緊固和清潔程度、故障定位和診斷、絕緣恢復處理、接頭修復或更換等方式。只有加強維護和檢修工作，才能有效預防故障的發生，保障電力系統的可靠性和穩定性。