配網電纜故障分析及解決方案

袁珂

(南充市順慶區勝利路電廠抄表公司,四川 南充 637000)

正文:

配網電纜代替架空線路是各個城市現代化建設的發展方向。隨著配網電纜日益增多和運行年限的增長，配網電纜故障也逐漸增加，配網電纜運行中發生的電纜本體、附件、附屬設備等故障也明顯增多。根據統計資料分析，配網電纜故障發生部位主要集中在絕緣、附件和外保護層。

一、配網電纜故障分析

(一)絕緣故障

配網電纜的絕緣老化主要出現在投入運行的后期，一般發生在運行10年及以上電纜線路，導致電纜故障率大幅上升。絕緣老化主要分為電熱老化、樹枝狀老化及絕緣材料老化。配網電纜絕緣介質的內部氣隙在電場作用下產生游離使絕緣下降，當絕緣介質發生電離時，氣隙中產生臭氧等化學物質腐蝕絕緣層，同時絕緣中的水分使絕緣纖維產生分解，造成絕緣強度下降。

局部過熱會加速絕緣老化變質。配網電纜絕緣內部氣隙產生的電游離會造成局部過熱，使絕緣材料碳化，引起絕緣強度下降。而電纜過負荷是電纜過熱重要因素。安裝于電纜密集區域、電纜溝及電纜隧道等通風不良處的電纜、電纜路徑與熱力管道并行或交叉且無有效隔熱措施等都會使配網電纜過熱而加速絕緣層損壞。

配網電纜絕緣長期在電和熱的作用下運行，其物理性能會發生一定的變化，從而導致其絕緣強度降低或介質損耗增大而最終引起絕緣老化出現故障。引起絕緣老化主要原因有:

1.配網電纜選型不當，導致配網電纜長期工作在過電壓下；

2.配網電纜線路周圍靠近熱源，使配網電纜局部或整條電纜線路長期受熱而過早老化；

傳統中藥材鑒定方法有視覺、味覺、嗅覺、觸覺及火試、水試等。視覺是用眼睛直接觀察藥材的質量、形狀、直徑大小等，味覺是利用嘴巴口嘗或嚼碎來鑒定，嗅覺是用鼻子聞藥材的味道，通過藥材氣味鑒定優劣，觸覺是利用觸摸、拍打的方式判斷藥材的質地與韌性，火試是利用火燒或加熱的方式鑒定藥材，水試則需要將藥材放到水中觀察藥材的變化[4]。

3.配網電纜工作在具有可與絕緣起不良化學反應的環境中而加快老化；

4.多根配網電纜并列運行時，其中一根或數根接觸不良，造成其它與其并列的電纜在過負荷下運行；

5.配網電纜附件制作時，電纜連接管壓接不牢，造成接觸電阻增大而引起過熱。

(二)附件故障

由于配網電纜中間接頭和終端頭通常在敷設現場由安裝人員現場完成，稍不注意就容易出現質量問題。配網電纜附件故障是電纜線路故障的主要部分，其主要反映為復合界面放電與附件材質老化。電纜附件故障往往是由于制作工藝不規范，施工人員工作不認真，在施工過程中，附件內部出現氣泡、水分、雜質等缺陷，導致局部放電而引起絕緣擊穿，主要體現在:

1.電纜中間接頭、終端頭制作質量不高

(a)剝離外半導層時，損傷下層絕緣或絕緣表面有微粒、灰塵等雜質;或者半導電層去除距離短，爬電距離不夠，在試驗或投入運行后，其中雜質在強大的電場作用下發生游離，產生電樹枝。

(b)施工過程中，金屬連接管壓接質量不良，使接頭接觸電阻過大而發熱，或過度熱收縮等造成絕緣碳化，從而使絕緣層老化擊穿，導致電纜出現接地或相間短路故障，同時還有可能傷及附近的其它電纜。

(d)導體連接管處理工藝不良。導體連接管壓接模具選用不合理，棱角打磨不平整，特別是在壓接模具邊緣處，局部有毛刺、尖角，容易造成該部位電場不均勻，運行中產生局部放電，使絕緣老化，絕緣性能下降，發生擊穿故障。

(e)安裝尺寸錯誤，應力管安裝位置過于偏下或應力錐未與半導層斷口有效搭接，造成電纜半導電斷口部位應力無法可靠疏散，在試驗或長期運行中，斷口部位產生嚴重電暈放電，導致過熱使絕緣降低，最終導致擊穿。

(f) 配網電纜金屬屏蔽層接地線連接不可靠，不能滿足接地電阻要求，造成接地電阻過大。當配網電纜受到過電壓時，金屬屏蔽層會產生較高的感應過電壓，進而引起絕緣部分的老化擊穿。

(2)電纜在運行過程中因負荷的變化、環境因素的變化而熱脹冷縮，特別是熱縮型附件不能夠隨彈性變形而喪失密封作用，在附件與電纜絕緣層之間形成呼吸效應，將大氣中的潮氣和水分帶入附件中，引發電纜附件內部短路故障。冷縮附件質量不高，收縮力降低或在需要可靠密封部位存在缺陷，都會導致外部水分侵入，最終導致電纜故障。

(3)制作電纜頭時因環境潮氣、濕度偏大，沒有采取可靠除濕驅潮的措施，配網電纜絕緣局部受潮，絕緣性能下降，在運行中發展成貫穿性通道，導致電纜擊穿事故。

(三)外保護層故障

在配電網絡中，電纜被越來越廣泛應用，配網電纜外保護層是保護電纜的第一道防線，其完好與否直接關系到內部結構安全程度和電纜使用壽命長短。電纜外保護層故障的原因主要有三種:

1.配網電纜周邊的硬物損傷或外力受損。直埋電纜上下有硬物尖角直接接觸外護層，尤其在經常有車輛通行的路段，長時間的路面振動，硬物尖角有可能刺穿外護層，導致內部結構受損，且加上電纜負荷變化，電纜本身熱脹冷縮和受損部位電場不均勻分布，最終導致絕緣層受損；在排管敷設時，排管連接處臺階或內壁不光滑都可能造成外護層受損；電纜路徑周圍機械施工或頂管作業，均可能造成外保護層受損。

2.施工時遺留的缺陷和隱患。配網電纜敷設施工過程中外護層拉傷、開裂部位在排管內，人員無法及時發現； 配網電纜彎曲部位在運行一段時間后，發生龜裂現象，外保護層絕緣降低，金屬護套多點接地，環流增大，最終導致絕緣受熱老化擊穿。

二、配網電纜故障的解決方案

配網電纜是一項系統工程，只有從設計、施工、運行維護等方面對其全過程管理，才能保障其安全運行。

(一)在設計階段，對配網電纜使用的接地系統應有充分認識，選擇符合其電壓等級的配網電纜，避免配網電纜在長期過電壓情況下工作。外保護層選擇應符合使用環境、使用年限的要求，同時電纜保護層保護器的選擇應滿足相對地接地時，保護器可靠通過接地電流而不損壞原則。

(二) 配網電纜路徑選擇，應避免配網電纜受過熱、腐蝕、外力損傷等外部環境影響，同時也避免配網電纜敷設過于集中，造成熱量不能及時擴散，而引起過熱的內部因素影響。此外，雙回路供電的電纜路徑不應敷設在同一路徑的管道內，防止同時受損，造成大面積停電事故。

(三)加強配網電纜和電纜附件選型、駐廠監造、現場驗收等工作，確保電纜和電纜附件質量水平。在現場驗收時，應有生產廠商、施工方、監理方和業主等多方在場，按照裝箱清單逐一點驗，對發現問題及時記錄并提出整改建議，經多方簽字認可。對容易受潮部件，檢驗完畢后，應及時進行密封處理，防止受潮影響正常使用。

(四) 加強配網電纜工程各個環節的隱蔽工程和中間環節驗收，嚴把質量驗收關，對土建、電氣等工程驗收中發現缺陷、隱患要徹底整改，并做好各項記錄，并留有照片、影視等資料。

(五) 運用外保護套環流在線監測技術、在線光纖測溫技術、在線局部放電檢測技術等先進監測技術，加強配網電纜的實時在線運行監視，及早發現和處理缺陷，避免配網電纜損壞引發停電事故。