城区中压配网电缆的故障检测及防范措施

城区中压配网电缆的故障检测及防范措施

刘军华

广州电力建设有限公司

摘要：城区中压配网电缆容易发生故障，加强故障检测和防范，可以提升供电质量，维护社会的稳定发展。文章结合某地区电缆的运维检修经验，分析了中压配网电缆故障的检测及防范措施。分析中压配网电缆使用选型和故障原因，提出故障检测及防范措施，以供参考。

关键词：中压配网；电缆；故障处理

引言

现阶段在实际工作中一般选择万用表以及兆欧表等测量设备实施检测，但普遍反映出检测实效性难以提升的问题，时间和人力成本较高。目前已经有很多研究人员针对电力电缆故障检测展开了研究，很多现代化的检测技术方法已经在实践工作中得以普遍运用。

1中压配网电缆故障概述

目前，在电力市场中广泛使用交联聚乙烯电缆（XLPE），该类型电缆的优势较明显，其具有较强的抗腐蚀能力，能够抵抗极端条件下的腐蚀作用，使用寿命较长；XLPE的绝缘性能较强，能够保障电缆使用过程中的安全性；XLPE的制作工艺简单，整体生产成本较低，且安装较便捷，能够大面积普及应用[1]。中压配网电缆故障主要表现为电缆接头制作安装工艺未达标、接头处的绝缘效果不达标，在出现电压波动后，无法起到保护效果，容易出现击穿烧毁故障，影响电缆正常使用。一般而言，电缆接头的安装制作过程中有以下不规范行为：（1）半导层刀口过深，未打磨和清洁；（2）铜屏蔽未作钝化处理；（3）切割尺寸定位不规范；（4）去除钢铠时，工具向下用力过大，伤及电缆内护层、铜屏蔽甚至主绝缘；（5）施工现场防尘、防水、防风沙等工作不到位；（6）用力弯折电缆头，安装螺栓未拧紧。

2中压配网电缆故障的原因

2.1外力破坏\外力破坏大部分是因为城市建设的许多项目是在地下挖掘，在施工的时候很难掌握，造成电缆损坏，所以要加强对电力设备的防护意识。现在的工程大多都是使用机械，而且还得挖土，比如道路、绿化、管线等，这些都会对电缆产生一定的影响。在施工之前，须详细了解线路的布置，并对其进行严格的施工监控，防止因外部因素引起的故障，确保电网的正常运行。

2.2绝缘老化

造成配网电缆绝缘水平不足的原因主要有两个，其一为电缆生产制造水平不足，运行养护过程中相关技术不满足要求，使电缆外表绝缘层出现损坏情况，无法起到绝缘作用；其二为电缆在长时间使用的情况下，受环境因素影响，绝缘层材料出现变质老化，使绝缘效果下降，质量和保护能力不断下降，若未及时更换，会使故障的发生概率大幅度增加。电缆老化的类型主要分为以下两种。（1）水树老化。电缆绝缘层材料在水和交流电场环境中出现分解现象，从而使材料无法发挥原本的绝缘性能。导致水树老化的因素主要有交变电场的频率变化、温度、离子浓度、机械外力和材料自身结构。（2）电树老化。电缆绝缘层受局部电击影响，会出现击穿情况，表层损坏后无法隔离电气。在损坏处逐渐产生放射性的电流通道，其形状如树枝，因此被称为电树老化。电树老化的危害较大，不仅会在局部出现缺陷和放电通道，同时会随着通道的发展出现腐蚀现象，使老化故障越发严重，进一步对电缆运行情况，以及电压、频率、温度、机械应力、空间电荷等因素造成影响。电缆绝缘老化后，在周围环境的作用下，其表层孔隙变大，在电的作用下出现微型电流通道，与空气中水蒸气反应，产生水树老化现象；在腐蚀现象加重后，电树老化故障的发生概率增大，在绝缘层表面出现击穿情况。

3中压配网电缆的故障检测

3.1中压配网电缆故障类型判断

（1）隔离电缆两端带电部位，并使电缆头悬空。（2）使用2500V/10000MΩ规格的电子兆欧表测试电缆三相绝缘电阻值，并记录测试结果，最终判断故障类型，并进行分类。具体故障包括：（1）开路故障。故障产生时，电缆具有绝缘性，但电压无法通过电缆顺利传输。部分电缆传输效率较低，无法满足系统实际要求。（2）低阻故障。故障发生后，故障点的电阻降低，且明显小于正常电缆电阻值。（3）短路故障。故障发生后，故障点的电阻值为零或趋近于零。（4）高阻故障。故障发生后，故障区域的电阻明显增大，容易出现闪络性故障。在电压波动时，高电阻区域容易被击穿，增大故障影响，但未发生击穿现象时，其绝缘性能正常，因此不易被发现。

3.2中压配网故障电缆故障测试方法

（1）电桥法。该方法的主要原理为电桥平衡原理；Sx为故障点到起点的长度。计算方式较便捷，并且计算准确率较高，因此使用较为广泛。但在实际应用时仍存在一定不足，该计算方式中电桥电流的测量难度较大且电缆参数中存在一定的误差，会影响计算实际效果。（2）音频感应法。该方法的主要应用电声转换技术，使用音频信号探测电缆之间的变化情况。在电缆之间设置音频发射器和接收器，同时增加信号转换器，能够将接收的音频信号直接传输到转换器中分析，结合音频声音信号的大小和波形等的变化，可以合理判断故障的位置和周围环境情况，提高检测的效率。（3）高压脉冲法。该方法又被称为冲闪法，在实施过程中，需要在电缆上施加高压脉冲信号，或者接入高压直流电。若存在击穿故障点，在检测过程中会发生信号反射情况，通过接收和分析反射信号，计算时间差和反射波速度，可以得到故障点的具体位置。该方法的实际应用效果较理想，但使用时需要连接高压电流，存在一定的故障隐患。

4中压配网电缆故障的防范措施

（1）电缆运行状态数字化管理。运用系统对所辖的中压配网电缆建立单独台账，及时更新信息；在单线图纸上标注每一条电缆线路的电缆中间头具体位置及电缆的整体长度等参数，加强对电缆实际状态的把控；进行实时闭环管理，提高设备的数字化管理水平。（2）电缆头制作工艺标准化。结合电缆实际安装和运维需求设置严格的规范指导文件，并在其中标明相关的操作步骤和运维流程；定期组织施工单位开展电缆附件安装培训，提高施工人员专业技能水平，加强电缆铺设和运维效果。在铺设前，需要进行合理设计，包括对电缆的铺设方案及具体的工程施工流程的设计，确保工程施工流畅高效；应按照标准交底要求实施不同技术的交接，明确相关施工环节的负责人，实施挂牌管理方案；严格检查和控制电缆的规格及相关参数，进一步加强对电缆施工的管理力度，提高电缆的实际应用安全性。（3）加大施工现场的安全检查力度。加强与市政各部门、各管线单位的联系，确保准确掌握市政规划及各工程进度；严格落实设备维护责任，对施工易发地段增加巡查次数，制订危险点辨识和控制方案，对施工单位进行安全交底，要求施工单位在电缆施工的危险点位置指定专人监护，定时、定点检查，及时对中压配网电缆采取可靠的保护措施，防止因施工导致电缆破坏事故。

结束语

通过加强电缆安全运行、加强对电缆的管理力度，抓好新敷设电缆“品质关”、落实运行电缆的“维护关”、建立并完善相关的管理执行制度与模式等，可以减少中压配网电缆故障率，提高电缆设备健康度，不断提高设备供电可靠性。

参考文献

[1]揭青松.10kV交联聚乙烯电缆中暂态电压信号传递特性及其在电缆绝缘故障检测中的应用[D].重庆:重庆大学,2021.

[2]杨靖.矿用10kV交联聚乙烯电缆老化分析与剩余寿命研究[D].西安:西安科技大学,2021.

[3]王静.基于分布式测温的交联聚乙烯电缆故障在线监测系统研究[D].重庆:重庆理工大学,2021.

[4]陈朝鸿,赵威,吴尉民,等.交联聚乙烯电缆终端刀痕缺陷导致的故障分析[J].云南电力技术,2020,48(5):20-24.