10kV电缆故障分析和整改措施

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10kV电缆故障分析和整改措施

王明娟 华波 杨辉

宝胜科技创新股份有限公司 江苏扬州 225800

摘要:随着城市化进程的加快,电力电缆绝缘性能好、耐高温、安装方便、维护工作量少的优点日益凸显,在中低压配电网建设中得到了广泛的应用。随着电缆线路占比的提升,由于设备选型、施工质量、外破等原因造成的电缆故障数量逐年上升,严重影响了供电企业的可靠供电。本文就一起电缆故障案例进行认真分析,查找原因,提出整改措施并实施,提升电缆线路的安全运行水平。

关键词:10kV配电网;电缆;常见故障;成因分析;处理措施

引言

探究10kV配电网电缆的常见故障类型,浅要分析成因,探究几种可行的处理措施,以供同行参考。

110kV配电网电缆常见故障及成因分析

1.1自身质量缺陷

主要包括电缆自体及其附件质量缺陷两种类型,前种故障成因主要有:电缆绝缘内存留气泡或气隙,进而造成电缆绝缘在运转过程局部形成放电现象,最后击穿损伤绝缘结构;加工制造阶段电缆绝缘层受潮,诱导绝缘结构老化及被击穿过程。后种故障成因有:有杂物滞留于热、冷缩头电缆绝缘层中;绝缘层各部位厚度欠缺均匀性;涂胶位置封实不紧凑等。

1.2机械损伤

若10kV配电网电缆存在机械损伤类故障,在检修实践中通常较易被辨识,停电事故是该类故障引起的常见后果。成因主要有[1]市政项目施工阶段误伤、盗窃行为、小动物咬伤、雷击等自然灾害、配电网工程施工阶段因行为不规范而损伤电缆等;绝缘腐蚀老化。主要因素有电缆线路周遭临近热源、电缆绝缘层耐腐蚀性偏差等;恶劣天气。通常是指由雷击过电压、大雾污闪等诱发电缆运转阶段出现故障,故障位点通常集中在电缆终端头以及套管表层;过负荷故障。电缆若长时间处于过负荷运转状态中将会诱导导体温度上升、绝缘层老化加速、金属护套形体膨胀与变形等诸多现象。其会减缩电缆设施的使用年限,诱导短路、断路等多种电网故障问题。

1.3部分施工人员技能水平差,未按说明书和规程施工

施工人员技能水平参差不齐,有些并未经过专业培训并取得电缆中间头制作从业资格。施工人员在电缆中间头制作过程中,未严格按照产品说明书规定的步骤进行施工,在剥切半导体层后没有用细砂纸打磨并清洁处理,遗留半导体微粒和杂质,从而埋下安全隐患。

2整改措施

2.1做好电力电缆通道的规划、建设

电力电缆的安全运行和电力走廊的环境密切相关,各供电企业应严格按照《国家电网公司城市电力电缆通道规划与使用管理规范和城市综合管廊电力舱规划建设指导意见》的要求开展工作,在编制电力电缆设施布局规划时应主动与政府主管部门对接,取得政府部门的线路缆化路径。同时对建设好的电力电缆通道应做好各类标示桩、警示桩设置。

2.2严格做好电力电缆及附件的采购

严格电力电缆及附件的采购,及时组织对所有招标批次、所有类别、所有供应商的电力电缆设备进行抽检,其抽检范围、比例应符合国家电网公司《电力设备(交流部分)抽检大纲》《电力电缆抽检作业规范》等要求。实施抽样检测的单位应具备相关的检测资质、试验装备及业绩。检测人员应具备设计、制造、试验等专业理论及工作经验。重点抽查导体直流电阻、铠装厚度、绝缘层偏心率、导体及绝缘屏蔽层厚度、热延伸超标等不合格现象;检测项目包括电缆结构检查和尺寸测量、绝缘偏心度、导体直流电阻测量、绝缘热延伸试验等。对已发现质量问题的设备和材料,抽检时按相关要求扩大抽检比例。

2.3监测电缆用电负荷与温度

10kV电缆运作阶段严格依照相关规范要求监测电缆用电负荷与温度指标能早期发现异常状况,及时排查处理,进而从根本上维护配电网电缆线路能正常运作。理论上电缆横截面最大电流即为电缆自体所能承载的负荷峰值[3]。但10kV电缆现实运转阶段一旦形成了最大电流将会对线路结构完整性形成严重损伤,尤其是针对处于长久运转状态下的线路最大电流形成的危害更大,诱导了电缆故障形成过程。为应对以上情况,力争在配电网日常运维管理阶段合理应用性能高端的仪表,推行周密化的人工检修计划,密切监测电缆现实运行负荷量,测量电缆线路温度,若发现电缆温度或负荷超出限定范围则一定要及时组织人力予以勘察、检测,针对性实施相关维护措施,将对线路完整性造成的损伤降至最低水平。

2.4落实日常维护工作

为将故障发生率降至最低,一定要结合配电网运转实况拟定相匹配的日常维护制度并严格落实。在具体维护实践中,要指派专人定期检测电缆输电状况及外部结构状态,探查电缆设施潜在问题,落实各项指标的检测,比如当10kV架空电缆逾越建筑体时,要求垂直距离≥2.5m、与永久性建筑物的水平间距≥0.75m。巡检处于运转状态下的电缆线路相关接地装置的完好度、检测接地电阻值并判断其是否符合相关设计要求等,保证相关问题发现及处理时效性。做好电缆密封处理工作,尽量与大气隔绝,减少或规避电缆受潮的问题。建议在每年冬天针对线路两端及线路下方的树木予以修整处理,保证线路宽度的适宜性。定期清除绝缘子表层即裙边中的杂物,及时调换质量不达标的绝缘子,清理杆塔附有的鸟巢、杂物等。

2.5加强电力电缆线路的巡视维护

(1)供电企业应结合电缆运行环境、历史巡视记录及状态评价结果,开展计划性、针对性巡视。对巡视过程中发现的缺陷及隐患,应做好上报、定性、处理和验收等环节的闭环管理。(2)因恶劣天气、自然灾害、迎峰度夏、外力破坏等因素影响电缆线路安全运行时,应组织运行人员开展特殊巡视。对电缆线路周边的施工行为应加强巡视,已开挖暴露的电缆线路,应缩短巡视周期,必要时安装临时视频监控装置进行实时监控或安排人员看护。(3)定期开展电力电缆预防性试验,充分应用红外热像检测、接地电流检测、超声波局放检测、高频局放检测、超高频局放检测等带电检测技术手段,准确掌握电缆运行状态和健康水平。

2.6科学选用电力电缆附件

聚乙烯、EVA等混合物是热收缩附件常见制造原材料,该产品使用阶段一般会用应力管应对电应力聚集问题,部分工况下参数控制法也起到一定作用。在具体实践中,关键点是保证应力管电性参数符合相关规范标准。要重视电缆绝缘半导电层断口位置气隙的处理,一般推荐选用硅脂填充以促进气体排出过程,以此减少或规避局部放电问题。对于交联电缆,若其内应力处理效果欠佳,很可能造成运转阶段出现较明显收缩现象。故而在安设电缆附件阶段,通常规定应力管、绝缘屏蔽搭盖≥20mm,规避电缆收缩阶段应力管与绝缘屏蔽两者分离的问题。硅橡胶、乙丙橡胶等是预制式附件常用制作原料,其借助几何结构法并联合使用应力锥处置应力过度聚集的问题。以上方法用于10kV配电网建设领域中,优势主要表现在原材料性能优良、安装过程简洁、省略了加热处理工序及较明显优化了界面性能。

结语

本文总结了10kv电缆线路的常见故障以及电缆线路全寿命周期的管理,重点描述每个阶段的重点检查对象,在此基础上提出防范措施,以将隐患消灭在萌芽状态,一定程度上能够预防电缆故障,提高电缆线路的可靠性及安全性,为用户提供高质量、高水平的稳定电能。

参考文献

[1]李学斌,李会吉.10KV电缆终端绝缘油老化引起的故障分析[J].电气技术2015(1):75-77.

[2]应启良.高压及超高压XLPE电缆附件的技术进展[J].电线电缆,2017(1).

[3]张伟.电力电缆线路故障分析及预防措施[J].无线互联科技,2015(12).

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