10kV及以上电力电缆运行故障统计分析

国网浙江杭州钱塘区供电公司 邵 雯

通过对各大城市输电线路的故障频数的分析发现，自1997年以来10～220kV线路的线路故障率逐年递减，但与国外先进水平仍有较大差距。我国对电缆行业的关注不够，线路的铺设和安装质量、运营和维修技术都比较落后。近年来我国的城市输配电网络普遍使用了地下电缆，由于电缆自身的绝缘制造、电缆附件的施工和安装等原因造成了电缆的运行故障。一般电力电缆运行故障分成四类：外力的破坏、自然原因、质量不合格、施工工作质量。

对于10kV及以上的电缆，出现的故障种类较多，与110kV以上的电缆相比其运行要求不高，即使有轻微的磨损也可正常工作。另外根据电缆的失效特征，可将其划分为高电阻故障和低电阻故障。当直流电压出现故障时，高阻值可提高10倍，而低阻值则是当电阻低于200欧姆时线路就会发生故障。

1.1 外力的破坏

当电力电缆遭受外力破坏时，可将其划分为直接外力和间接外力，其中直接的外力损坏就是在城市的基础设施建设中被大型机械给摧毁，挖掘机、风镐、铲土机等都会对电缆产生直接的损坏，从而引起电缆的短路和出现故障，还有可能造成电缆的绝缘损坏，如果不加以有效的处理，将会对电缆造成很大的损害；
间接损坏是指在城市建设中，从建筑工地到光缆都要有一定的距离，由于施工设备不会对电缆造成直接的伤害，因此现场的工人和电缆巡查人员并不会发现。在进行工程的过程中，必然会对周边的建筑物以及地面产生一些影响，如果地面坍塌就会引起电缆的运动，从而破坏电缆的金属外壳、产生绝缘层的错位，留下安全隐患。

1.2 自然原因和人为原因

大部分的电缆都是埋在地下的，因为地下的特殊，土壤的酸碱度也会有很大的差别，例如靠近厂房的电线会被腐蚀、损坏；
其次有些地区的土壤比周围的温度要高，所以电缆线在这种情况下最容易产生膨胀。工作人员在铺设电缆时要注意把接头部位的安全隐患给排除掉，特别是在潮湿地区，电线接头很容易被水浸透、从而导致漏电，给人们带来潜在的危险。电线的内部含有大量的金属，这种金属在市面上的价格总是很高，所以经常会有人来偷盗。在城市的某些偏僻地区经常会有不法份子偷电线，所以在偷电线时会对相应的线路进行一定的损坏，导致电缆的失效[1]。

1.3 电缆使用的附件质量不合格

普通的电缆配件是多层固体绝缘的。在生产、安装过程中存在着各种各样的问题，容易造成了电缆的故障。一是在电缆中间接头处采用密封，由于设计中存在着地下水湿度超标的问题，而电泳法是在电场中进行的，通过方向变换会逐步地被插入到线缆的中心节点，然后在界面上形成电水珠。由于这一现象将使电阻的功率降低，使接触表面放电并使电缆内部发生短路；
二是在使用过程中由于环境、温度等原因，导致电缆在使用过程中存在着热胀冷缩的问题，特别是在热收缩后，由于附件不会产生弹性变形，导致绝缘层和光缆附件之间产生呼吸作用，同时空气中的湿度大、容易造成附件内部的短路失效。

三是线缆连接的失效。该失效为一种预型式的失效，其端部的弹性和定伸性均不理想，从而造成了由附属复合界面所构成的夹持度达不到所要求的压力标准，即使是在干燥的情况下在接触面上也会发生放电并引起安全事故。由于材质的原因电缆配件也会产生一些问题。当遇到明显的天气条件时，电缆配件会提前失效，或是由于电缆末端材料的老化而产生泄漏。空气质量会对电缆的使用状况造成很大的影响，让工作环境逐步恶化，从而导致电缆附件的绝缘层及端部边缘产生放电，引起电缆失效[2]。

1.4 电缆施工工作质量有问题

在铺设电力电缆的过程中，由于地理条件、施工人员的技术和时间等因素的影响，往往会使电缆的铺设受到很大的限制。同时也容易造成电缆进水、金属屏蔽、外壳保护膜损坏等问题，所以在铺设电缆时很容易出现受潮的情况，从而导致提前出现操作失效的问题。根据以往的建筑经验，这种类型的故障在全部的失效中占据了一成左右，但是这种现象可预防。施工方在工作时并未注意预防，在建造前若能对直流电压进行测试则不会有工作品质问题。

电缆本身的生产质量问题。首先要注意到电缆绝缘中的微孔、杂质的大小、数目、绝缘层的离心性。近年来电力电缆的生产技术也得到了快速的发展，而且电缆本身的质量也有了很大的改善。随着市场竞争的加剧，一些线材生产商往往会在生产过程中尽量采用负容限来减少生产成本，从而导致线缆本身质量问题。在进行电缆敷设的过程中，由于地理环境、施工人员技术、工期等因素的影响，电缆出现了金属屏蔽、外部保护套损坏、电缆进水等问题，从而造成电缆在铺设过程中出现了电缆的受潮现象，从而在使用过程中出现了提前失效的现象。从以往的工程经验来看该问题占据了一成，实际上这种施工意外是可避免的。

2.1 改善电缆的材料

电缆的使用寿命不仅决定了其材质的优劣，也是确保其不会受到更多的外力损害的一个重要保障。所以在进行铺设前须确保所用的材料符合要求。根据电气工作特性，选用电缆材质时应考虑选用具有较高温度和较好的绝缘性能。在选购电线时，应先确定材质厂商是否有相应的资质并达到国家的质量标准。另外在铺设完电缆后要进行定期的保养，并对其进行定期的检测和检测，避免出现故障、老化，减少检修的次数和频率。

2.2 强化电缆运行管理

对每一项工作来说，要提高工作效率，逐渐的加强管理是提高工作效率的先决条件，为保证电缆在最大程度上保持正常、稳定的工作、降低发生事故的概率，须加强对电缆的管理，使发生故障的概率降到最低。

加强电力电缆的运营管理须做到：要定期开展挖掘工作，每年一次。在实际施工中应检测接头有无发热、有无积水等情况，并应留意有无白蚁。安全隐患一经发现必须立即进行维护；
对电缆末端进行超声波检验，以尽量避免出现电缆末端接头的情况，必须进行一次以上的检测；
对使用15年以上的电缆须进行挖掘，根据现场的实际情况进行重点检查，如安装自动馈电保护装置、隔离其他故障电缆。强化的管理一直是提高工作效率的重要先决条件，为防止在使用中频繁发生故障，须加强对电缆的管理以降低事故发生率。

2.3 严格验收电缆敷设质量

质量验收是衡量电缆工程是否合格的重要指标，也是保证其安全运行的一个重要保证。对电缆的质量验收主要体现在消防设备的设置上，不但要检查电线表面有没有涂上阻燃剂，且要在电线较多地方看有没有安装防火板，如发现不符合要求，应及时通知电缆施工方并督促其及时进行返工调试。

2.4 电力电缆线路的交接和预防性试验

目前我国电力电缆绝缘线路普遍推荐使用OW、VLF和20～300Hz的交流电压测试，由于缺少测试手段和测试规范，许多操作单位仍将直流电压测试作为预防性测试和竣工验收测试。如果工作人员采用直流耐压测试方法，不仅无法及时发现电缆存在的安全隐患，且可能会对电缆本身产生一定的损伤，从而让电缆在使用过程中发生早期失效。在测量故障点前务必做好保护措施，在距离故障发生地点lm处将发生故障的相线切断，然后用绝缘电阻仪对线路进行测量，最后得到准确的故障点。

综上，10kV及以上电缆的运行故障原因有外部破坏、电缆附件制造缺陷、电缆安装缺陷、电缆系统缺陷等。在不考虑外部失效的情况下，电缆在1～5a的运行中容易发生故障，这是由于电缆和附件

的质量和安装问题造成的。10kV及以上线路在使用时，要从多个角度考虑问题，只有全面了解引起线路失效的内外原因，才能防止线路损坏和线路受外界因素的干扰，在铺设电缆时应注意施工中常见的安装问题和质量管理方面的问题。

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