10 kV電纜故障及運行維護對策分析

香浩田

摘 要：主要對10 kV電纜故障的類型、成因進行了分析，并在此基礎上研究了運維方面的問題，以供參考。

關鍵詞：10 kV；電纜故障；運維管理；電腐蝕

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.151

對于10 kV電纜而言，其結構基本一致，由內至外分別為線芯、絕緣層、屏蔽層和保護層。其中，線芯是電纜的主要導體部分，其作用體現在電力傳導層面上，同時，它也是電纜的主體部分；絕緣層的作用是電氣隔離，本身不具備導電性，可保障電能不散失、不被干擾，能有效地在設置好的地點間輸送電能，是電纜中不可或缺的一部分。由此可見，10 kV電纜主要有4層，其中任何一層出現故障，都可能影響整個電纜系統的正常運行。因此，加強故障分析具有非常重要的現實意義。

1 10 kV電纜故障及其成因

1.1 電纜外護套穿孔問題

電纜外護套是保護電纜不受侵蝕的保護層，如果某點防護作用受到影響，則可能會出現孔洞式損傷問題，這是因為機械外力會造成各種損傷、電化學腐蝕等。以機械損傷為例，在電纜施工安裝的過程中，可能因安裝施工人員大意而造成機械性損傷，或因未能嚴格按照技術要求操作而造成機械性損害。對于電腐蝕而言，其主要原因是電力電纜埋設地周圍有較強的電場，導致電纜外皮因受到腐蝕而出現穿孔病害。

1.2 自然原因造成的電力電纜故障問題

所謂“自然原因”，主要是指引起電纜變形、閃絡故障和絕緣物流失等的原因。實際中常見的自然原因是地面下沉，穿過鐵路、道路和高大建筑的電力電纜可能會因地面下沉而損壞、變形等，這主要是因為地面沉降后，電力電纜垂直方向上的受力會改變，尤其是電纜的外護套、鎧裝等可能會出現破裂或折斷，進而引發故障；地形對電纜的影響也比較大，地溝凹凸不平、電纜高低落差懸殊，會導致電纜高處位置的絕緣油向低處運動，使高處的絕緣性下降，進而引發電力電纜故障。

1.3 電力電纜施工質量問題

在電力電纜施工的過程中，因施工質量不合格而造成的電力電纜問題呈現出多元化的特點：①施工現場的條件有限。電力電纜與接頭在制造過程中的環境條件、施工工藝要求非常高，且施工現場的濕度、溫度無法控制；電力電纜絕緣表面處理不到位，導致電纜運行過程中出現爬電現象，甚至出現貫穿性放電問題。②電力電纜施工時，絕緣表面可能會留下一些細小的劃痕、半導電顆粒、砂布和沙粒等，其可能會嵌入絕緣層中，加之接頭施工時因絕緣暴露在空氣中，絕緣層中也可能會吸入一定的水分，進而埋下了嚴重的安全隱患。通過剖析故障電力電纜接頭可知，多數電力電纜接頭主絕緣均有爬電痕跡，這主要是因為制作工藝不良，且長期處于高電壓運行狀態，導致主絕緣被水侵蝕，產生了水樹枝放電故障問題。

2 10 kV電纜的運維策略

基于上述對當前10 kV電力電纜運行過程中故障的分析，筆者認為，要想有效處理電力電纜運行過程中的故障，提高電纜的運行效率，可從以下3個方面著手。

2.1 做好日常運維工作

從實踐中可以看到，由于天氣等環境因素對電力電纜線路的影響較大，因此，應加強電纜線路的日常運維管理。應根據電力電纜線路的運行情況，定期或不定期檢查和清掃，嚴格按照要求和制度對電力電纜線路進行管護。清掃工作的重點應放到絕緣子上，不同區域的清掃制度應具有差異性?；覊m嚴重區域應縮短清掃周期，以免線路表面污穢過多，進而導致絕緣子閃絡。在清掃過程中，要定期地檢查電纜通道，保證排水系統的正常運行，避免通道中大量積水。

10 kV電力電纜線路通常會受到雷電的襲擊，主要的雷擊防御措施是安裝避雷設備。同時，還應加強10 kV電力電纜線路管護，部分突發性事件很可能會影響電力電纜的安全性和可靠性；應沿線巡邏，特別是在多雨季節，更要加強巡邏，注意絕緣子和導線連接器是否存在放電現象。

2.2 電場優化分布

應打磨壓接電纜接頭連接管，確保沒有尖角和毛刺，以免運行過程中接頭位置的電場強度出現畸形，進而引起局部放電。電纜線路上的每一個相線芯外都有銅屏蔽層，屏蔽層與導電線芯之間會形成一個徑向電場。在電纜頭的制作過程中，應將屏蔽層剝掉，從而有效改變電纜電場的分布情況。對于電力電纜最易擊穿位置——屏蔽層斷口，應采取分散集中的電力線，用電應力控制管套在屏蔽層斷口位置，以分散斷口電場的應力，從而確保電力電纜的運行安全。對于電纜本體而言，芯線外表面的圓不可能非常標準，且芯線與屏蔽層之間的距離也不會完全相等，因此，基于電場原理分析，電場強度可能會有所變化，這對電力電纜的絕緣非常不利。在實踐中，為了確保電纜內部電場的均勻性，應在芯線外設圓形半導體層，從而使主絕緣層厚度一致，確保電場均勻分布。

2.3 合理選擇電力電纜附件

以中低壓電纜為例，應用較多的附件產品主要是熱收縮、預制式和冷縮式等附件類型。

對于熱收縮附件而言，所用的材料通常是聚乙烯、EVA和乙丙橡膠等混合物。這種產品常采用應力管處理電應力集中問題，采用參數控制法也可緩解此問題。在應用過程中，最關鍵的技術問題是確保應力管的電性參數達到標準要求。同時，還需要注意用硅脂填充電纜絕緣半導電層斷口處的氣隙，以排出氣體，從而有效減小局部放電。對于交聯電纜而言，如果其內應力處理不到位，則運行過程中可能會出現較大的收縮現象，因此，在附件安裝過程中，應確保應力管、絕緣屏蔽搭蓋在20 mm以上，以免收縮過程中應力管與絕緣屏蔽脫離。

對于預制式附件而言，所用的材料通常是硅橡膠、乙丙橡膠等。其采用幾何結構法，利用應力錐對應力集中問題進行處理。這種方法的最大優勢為材料性能良好、安裝簡便和無需加熱便能施工，且具有良好的彈性，大大改善了界面性能。在實際應用過程中，如果經濟條件允許，則可以選擇該種電力電纜附件，以確保10 kV電力電纜的運行安全。

對于冷縮式附件而言，所用的材料通常是硅橡膠、乙丙橡膠等。這種附件形式利用幾何結構法、參數控制法對電應力集中問題進行處理。這種方法與上述預制式附件一致，構成材料性能非常好，且無需加熱就能施工安裝，具有較好的彈性，大大改善了界面性能。與預制式附件相比，冷縮式附件的應用優勢主要體現在施工安裝非常方便，只需抽出內襯芯管即可完工。在冷縮式附件的制作過程中，原材料的機械強度非常高，且對電力電纜絕緣層外徑的要求較低，電力電纜附件內徑不超過電纜絕緣外徑2 mm即可滿足要求。從擴張狀況看，冷縮式附件產品可分2兩種，即工廠擴張式和現場擴張式。10 kV等級的電纜冷縮式附件多采用工廠擴張式，有效安裝期為6個月，最長施工安裝期限不超過2年，否則電力電纜附件的應用壽命將會受到影響。

3 結束語

隨著電力需求的不斷增加，電力電纜逐漸取代了傳統的架空線，同時，人們也對電纜故障問題的處理提出了更高的要求，運維管理難度大大增加。由于電力電纜線路的運行狀況關系著廣大人民群眾的生產和生活，因此，應加強運維管理，減少或避免電纜故障的發生。

參考文獻

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[2]楊朝.淺談電力電纜的常見故障及查找[J].城市建設理論研究，2012（37）.

〔編輯：張思楠〕