基于四維度因子分析的電纜試驗策略研究

陳申宇 沈　超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

基于四維度因子分析的電纜試驗策略研究

陳申宇 沈超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

本文通過對10kV配網交聯乙烯電力電纜故障的主要來源的簡述，介紹了某供電局電纜振蕩波測試現狀，在面對大數量測試對象和有限試驗數量的矛盾分析，以問題為導向為原則，從基礎數據方面，提出了四維度方式的試驗策略，進行實際應用，印證其有效性。

電纜振蕩波；四維度因子；絕緣損壞

目前，我國10kV配電網交聯乙烯電力電纜故障主要來源為絕緣損壞，傳統的方式只能是在電纜制作工藝和產品質量階段把關，對于運行中的電纜絕緣狀況的檢測應用較先進的技術手段是OWTS，即電纜振蕩波測試系統，在國內外應用中，在非浸水性缺陷方面的發現率上也得到了大量的實例證明，但是對于測試對象為大數量電纜時，如何利用有效的測試人力資源，提升電纜絕緣缺陷發現率，研究電力電纜試驗策略是非常必要的。

1.大型城市電纜測試現狀

某供電局管轄一大城市中的老城區的電力設施，配網供電線路以交聯乙烯電力電纜為主、電纜走廊環境復雜、電力設備投運年限較長等等。2013年～2014年所有停電故障原因進行分類統計見表1。

從表1中可以看出絕緣損壞故障約占全年60%的比例，可見電纜絕緣故障問題已經相當突出。

2.四維度電纜振蕩波試驗策略

2.1以問題為導向的四維度電纜振蕩波試驗策略

該供電局在2009年開始引進10kV電纜振蕩波試驗技術，到2013年已形成一套相對成熟的配套規范，但是供電可靠性以及人員的約束情況依然存在，一年最多測試180條，而該轄區電力電纜高達數萬條，因此經過研究提出了四維度因子分析策略。

2.2四維度因子分析

四維度因子分析將故障電纜共性以及供電影響程度統一進行考慮，研究決定測試對象優先程度的重要因子，進行原因分析，具體如下：

（1）特殊時間段投運的電纜

某供電局2013～2014故障電纜的投運時間見表2。

2009之后投運電纜占比85%以上，分析原因主要為2009年之后大范圍開始使用冷縮終端頭或中間頭，相對以前熱縮電纜頭，依靠自身材料收縮進行密封，密封性、防水性以連續性均有所下降，同時新產品使用期制施工人員初作工藝不高，以上種種因素埋下了許多潛在絕緣缺陷。

（2）供電可靠性影響大的電纜

變電站每條出線電纜提供整條饋線的負荷，一旦發生故障將導致整條饋線停電，而主干線故障會丟失大部分負荷，嚴重影響了供電可靠性，同時由于站出現電纜或主干線投運時間較長，已進入到絕緣故障易發階段，當優先測試。

（3）家族性缺陷的電纜

根據電纜接頭保質期，一般新投運的電纜接頭在非異常施工工藝的情況下，2～3年內不會發生絕緣故障，對2011～2012年所有故障接頭分析發現，A品牌電纜接頭連續4次在投運半年至一年時間出現絕緣故障，情況異常，可能存在家族性缺陷，需要考慮優先測試。

表1　某供電局2013～2014年故障原因分類統計表

表2　 2013～2014年故障電纜投運年份統計

表3　電纜站出線及主干線投運年份及長度統計

（4）電纜越長且接頭多的電纜

根據施工情況以及電纜一般長度，超過150m距離時就可能進行電纜中間接頭駁接，供電長度越長電纜中間接頭越多，根據概率論相關理論，一個電纜中間接頭出現故障的幾率假設是一定的，有多個中間接頭的電纜，出線故障的概率會逐級累加，從而概率大大提升。

2.3利用四維度因子制定測試策略實例

試驗策略制定通過上述4個重要因子的分析，對某供電局所有電纜情況從這個4個維度進行劃分，得到表3。

從表3可見站出線2009年之后且長于150m的電纜條數為97條，不足150m的為3條，主干線2009年之后投運且長于150m的電纜條數為292條，不足150m的為122條。

通過上述的統計以及四維度原則的考慮，結合全年能夠開展試驗180條的數量，得到如下試驗策略：

站出線2009年之后且長于150m的電纜條數為97條；

使用A品牌電纜中間頭的電纜有13條；

按長度選取主干線2009年之后投運且長于150m的電纜條數為57條；

按上述順序以每月15條的進度開展試驗，其中每項再按長度由長到短進行開展試驗。

3.四維度試驗策略的應用情況

通過一年的時間，按照上述策略開展試驗，共發現缺陷電纜10條和隱患電纜11條，即減少了10次電纜絕緣故障，有了大幅度地提升，效果顯著。以下為某電纜測試情況。

3.1某電纜測試情況

某試品電纜長度為702m，型號為YJV-3*300mm2-8.7/15kV，運行時間3年，運行環境干燥良好，分別在650m處有電纜中間接頭，全年平均負載率為70%，最大時為89%，測試局放分布圖，如圖1所示。

從圖1中可以看出三相在575m左右的位置局放集中，且超出標準值，初步判斷為缺陷電纜，絕緣缺陷位置為575m左右，根據路徑測量發現此處果然存在中間接頭，在進一步核準后，對該電纜中間接頭進行解剖如圖2所示。

由圖2可見，根據現場解剖情況，發現大部分中間頭均出現明顯放電通道。也都是由于施工單位不嚴格遵守電纜接頭施工方案施工，或施工關鍵點控制不足，在中間接頭絕緣材料與半導體之間形成了不合理的電場分布，加上金屬壓接管沒有完整打磨導致形成尖端放電，電離的銅離子因不均勻的電場力引向久而久之在形成的電樹枝放電通道里，形成局部放電加速了絕緣惡化，這些都是導致局放的原因。

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