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电力电缆线路故障的生成原因与排除策略探析


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评论(0)|2017-09-04|发布:孟浪 |收藏

  【摘 要】 作为一种输电设备,电力电缆有利于提高电力系统功率因素,在城市配网及城网改造和新兴的现代化企业中的作用正日益突出。文章基于B市电网10kV及以上电缆线路所发生的故障作统计,分析了电力电缆线路运行中的故障及其原因,探讨了解决电力电缆线路故障的对策和防范措施。

  【关键词】 电力电缆 线路故障 生成原因 排除策略
  电力电缆一般采用绝缘介质将金属导体与外界隔离,具有供电可靠性高、占地面积小、有利于城市美化等优点。随着我国城镇化的快速发展,城市的用电密度增高,用电量愈来愈大,许多配电线路由于受到大城市地面、空间、环境保护以及安全的限制只能采用电缆进入地面。埋入地面的电力电缆虽然故障几率较低,但一旦发生故障,其排除难度较大,不仅会耗费大量人力和财力,而且会影响供电的可靠性,给地方经济社会发展造成一定的影响。本文基于历年来发生的多次电力电缆事故,分析电力电缆线路运行中的常见故障及其原因,探讨电力电缆故障排除和检修的主要策略,以期为电力生产管理部门在加强电力电缆管理和安全运行维护提供一些借鉴和参考。
  1 电力电缆线路运行中的故障及其原因
  1.1 电力电缆线路运行中的常见故障
  笔者曾对B市电网10kV及以上电缆线路所发生的故障作统计分析,2010年至2012年,B市各电压等级电缆线路的故障共发生13次, 虽然故障率呈现出逐年降低趋势,限由0.215次/100km·a降低至 0.123次/100km·a,但每一次故障的发生都造成了大量人力和财力的损失。从B市的电力电缆故障发生的情况来看,如果按绝缘电阻大小对其进行分类,可以分为以下3类故障。①开路故障。开路故障的特例即为断线故障,其表现是该故障的发生或是电缆相对或相间绝缘电阻较大而工作电压却不能传输到终端,或是终端有电压但电缆负载能力较差等。②低阻故障。这类故障较常见的有单相接地、两相或三相短路或接地,故障表现为电缆的相对地或相间绝缘受损但电缆芯线连接良好,其绝缘电阻值低于10,可以用低压脉冲法测量到。③高阻故障。与低阻故障相对应,故障表现为电缆相对地或者相间绝缘受损,但是绝缘电阻大于10,不能用低压脉冲法测量到。这些类型都是我们常见的故障。
  1.2 导致电力电缆故障的主要原因
  从对B市1OkV及以上电缆线路故障的统计情况来看,由由设备因素引起的电缆故障占19.67%,由运行因素引起的电缆故障占10.93%,由人员因素引起的电缆故障占19.67%,由外力破坏或自然因素等引起的电缆故障占49.73%。由此,我们可以得出导致电缆线路故障发生的原因主要是:①电缆生产质量问题。目前中低压电缆的设计及制造工艺已非常成熟,因此电缆的产品质量主要是由于生产过程中偷工减料或质量管理不严造成的。②电缆施工质量问题。在电缆安装施工过程中,如果不严格按照相关要求施工,便电力电缆故障的发生进埋下隐患,如在电缆安装时不小心造成的机械损伤,或是安装后靠近电缆路径附近进行机械施工作业造成电缆损伤,导致潮气入侵穿孔的铠装铅皮,使得损伤处绝缘降低而出现故障。③管理维护问题。由于电力企业疏于电缆的巡检维护,对长期过负荷运行的电缆没有及时调整负荷,使得电力电缆出现腐蚀、过热损坏和绝缘老化等各种问题,进而导致各种故障。④电缆中间头制作问题。由于电缆头制作没有采取必要的防范措施,加之中间接头设置不合理、电缆中间接头导体连接管打磨不平整等,使得电缆头在潮气、湿度偏大的环境中因受到潮气水分的侵蚀而阻碍电力的正常运行。⑤人为破坏问题。在城市建设的过程中,由于机械开挖、人工打桩等施工作业前没有确认地下电力电缆的埋设位置,导致电力电缆遭到破坏或造成接地短路故障。
  2 电力电缆故障排除的主要策略
  针对以上对电力电缆故障的分析,我们可以采取有针对性的措施加以处理,比如针对电缆在施工中易遭损伤的问题,可以通过加强电缆保管、敷设等各环节的工作质量,严格执行动土制度等方法加以解决;针对电缆保护层失效的问题,可以在杂散电流密集区安装排流设备、在电缆上涂以沥青等方法加以解决;针对过电压、过负荷运行电缆电压选择不当等问题,可以通过加强巡视检查、改善运行条件来及时解决等。但有的故障处理难度较大,特别是当电缆长度、路径等不清楚时,需要工作人员认真查找故障点的准确位置,分析故障的原因和类型,并采取科学的方法进行处理。在此过程中,较难解决的是电力电缆故障的定位。
  电力电缆故障的定位应严格按照以下3个步骤来实施:①准确判断。电力电缆故障发生后,首先应找到电缆敷设时的详细资料,对故障电缆的基本情况,如电缆型号、长度、走向、敷设方式、有无接头及接头化置、有无预留、预留地点及长度,以及故障前的运行情况、有无检修历史、路径上有无施工等进行了解与分析,并对故障电缆进行绝缘测试,并对故障的类型做出准确的判断。②准确测距。所谓测距,就是足测量出从故障点到测量端的距离。一般而言,行波法是测距的首选方法,低压脉冲法可用来测试电缆的开路、短路、低阻故障,脉冲电流法或二次脉冲法可用来测试高阻故障。如果行波法测距时出现没有反射脉冲或反射脉冲波形比较乱的情况,也可以选用电桥法进行测试。③准确定位。准确定位是基于初测的结果在现场由电缆路径查找故障点,卢磁同步法和音频感应法是精确定位的常用方法。其中,声测法或声磁同步法可以用于精确定位能产生冲击放电声的高阻故障和一部分低阻故障;而对没有放电声的金属性接地、短路等故障应利用音频感应法或跨步电压法。
  3 电力电缆故障的预防措施
  之于电力电缆的安全正常运行而言,电力电缆故障的预防十分重要也十分必要。在故障发生之前,加强预防可以“防患未然”;在故障发生之后,可以分析原因、总结经验,进行有效的预防,可以有效解决故障点的问题的再次发生。针对B市电力电缆故障的发生情况,可以通过以下措施加以预防:①加强电缆巡视,防止外力破坏。外力破坏是造成电力电缆故障的主要原因,因此必须重视电力电缆日常的巡视工作。应制定相应的巡视制度,确定巡视周期。在巡视过程中若发现有对电力电缆破坏的行为,应及时进行劝阻和制止。②改进电缆终端的制作工艺。目前,电缆终端的材料有环氧树脂、铸铁两种,而环氧树脂电缆终端不仅化学性能稳定、与金属粘结力强、吸水率低、密封性能好,而且还具有更高的机械强度和耐压强度。以环氧树脂改进电缆终端,可以很好地解决电缆漏油等问题,提高电缆的绝缘性能。③安装温度监测装置。温度的升高是电力电缆发生故障的一个重要表征。应在电缆上安装温度监测装置,并实时将电缆温度信号传送至监控中心,一旦温度出现异常就可以提早发现故障,并可及时发出警告,能够使工作人员及时采取措施进行处理。④提高电缆施工质量。电缆的施工质量问题也是产生故障的重要原因之一,因此存电缆施工过程中,必须根据施工现场实际情况,合理敷设,严格按照相关标准进行施工。同时要加强施工过程中现场的监管力度以及工程完工后的竣工验收工作。⑤防止电缆长时间过载运行。电缆长时间过载运行,会造成绝缘老化,导致故障。因此,要经常监测电缆的负荷情况,保持电缆的电压不超出电缆额定电压的15%。对那些过载运行的电缆,也应采取有效措施,调整负荷,确保其在允许的持续载流量下运行。
  4 结语
  作为一种输电设备,电力电缆有利于提高电力系统功率因素,在城市配网及城网改造和新兴的现代化企业中的作用正日益突出。加强电力电缆故障的排除、防范,确保电力电缆的安全正确运行意义重大。一方面,电力部门应着重抓好电力电缆产品质量和施工,并建立起电力电缆安全防护长效机制,修订完善电缆路径图,完善电力电缆安全管理;另一方面,相关业务人员应深入分析电力电缆故障的生成原因,探索故障预防、化解的具体对策,并在实践中学习理论、总结经验、提升素质,为电力电缆安全运行提供可靠保障。
  参考文献:
  [1]孙玉明.电力电缆典型故障分析处理探讨[J].中国电力教育,2013.8.
  [2]王家福.浅谈高压电缆故障分析与检测[J].科技创新与应用,2012.15.
  [3]喻冬梅,王子薇,王体浩.电缆故障定位方法及应用研究[J].电测与仪表,2009.S1.

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