10 kV配电线路电力电缆运行技术

ＤＯＩ：１０．１３８８２￣．ｃｎｋｉ．ｎｃｄｑｈ．２０１　７．０８．００７　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ＆Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　１　Ｏ　ｋＶ配电线路电力电缆运行技术　秦瑞旭　（国网山西忻州供电公司，山西忻州０３４０００）　摘要：　就当前１　０　ｋＶ配电线路电力电缆常见故障进行分析　并探讨解决对策，以期为今后电力系统的安　全有效运行提供依据。　关键词：１　０　ｋＶ配电线路；电力电缆；运行故障；技术要点　中图分类号：ＴＭ５６１　文献标志码：Ｂ　文章编号：１　００３－０８６７（２０１　７）０８—００２１—０３　伴随着城市电网改造工作的稳步开展以及电缆应用成　本的下降，电力电缆得到了广泛的应用。由于电缆具有维　得了越来越广泛的应用。随着电缆数量的增加以及运行时　间的延长，电缆故障也经常出现。地下电缆若出现故障，　不仅会导致局部电网供电中断，威胁到电网的安全运行，　日常工作中这两类故障是最常见的电缆故障，占比高达　９０％。　护工作量小、稳定性好等优点，在城市１０　ｋＶ配电网中获　１．２根据故障形式分类　从形式上可将电缆线路故障分为两种：串联与并联故　障。串联故障是指电缆上有一个或数个导体断开（包括铅、　铝外皮）。这类故障一般不易被发现，只有当一个导体断　而且寻找难度很大，需要耗费大量的人力物力，还可能造　路后才可能被发现。并联故障是指导体对外皮的绝缘降低　成严重的停电损失。如何准确快速探查到故障仍是电力系　或者导体之间的绝缘下降，无法承受正常运行电压。在配　统面临的一个难题，受到了国内供电企业与学者的普遍关　电线路运行中出现的故障多是以组合形式出现的，最常见　注。本文就ｌＯ　ｋＶ配电线路电力电缆常见故障进行分析，　探讨解决对策。　的故障形式包括一相断线并接地、一相对地、两相对地。　２　１　０　ｋＶ配电线路电力电缆线路故障的原因分析　２．１　电力电缆存在质量问题　１　电力电缆线路故障的分类　１０　ｋＶ电缆线路出现的故障类型比较多，此电压等级　电缆常见的质量问题是线路的铜芯纯度不达标或线路　的电缆运行要求比１１０　ｋＶ电缆高，即使外护套有轻微破　有很严重的缺陷，制作与设计时质量未达到相关标准。当　损但不影响运行的，也能认定为故障。１　０　ｋＶ电缆线路常　线路磨损出现裂缝后，材料易受损，防潮性能低。电缆老　见故障大致可分为三种：相问短路、多相接地故障、单相　化与绝缘层变质也会引起一些故障。在电力电缆实际运行　接地故障。　１．１根据故障电阻与击穿间隙情况分类　中会受到各种化学与机械等因素的影响，绝缘层会因为受　热而被破坏，进而引发故障。　开路故障：电缆的各芯绝缘性能良好，但其中有一芯　２．２施工过程中的质量问题　或数芯导体断开，或者虽没有断开但工作电压无法传输至　终端，又或终端虽有电压但负载能力非常弱。　首先，在电力电缆线路施工过程中，工程的基础打　桩、土方开挖、电缆搬运等工作做得不够规范细致，从而　低阻故障：这是指故障点的直流电阻为零，或虽不　使电缆线路受损。其次，在敷设电路作业中，工作人员没　为零但明显小于电缆特性阻抗１０倍的故障（通常认为＜　有按规定进行施工作业，留下故障隐患。比如，对电缆扭　２００　）。与正常阻值相比，其电缆的一芯或数芯对地的　曲过度或拉力过大而使绝缘层受损，进而造成电缆线路磨　。最后，自然因素也会损坏电缆线路。比如，在遭遇　绝缘电阻或芯与芯间的绝缘电阻更低。此类故障主要包括　损　］单相接地、两相短路或接地、三相短路或接地。　特性阻抗ｌ０倍以上的故障。通常来讲，芯线连接良好，　暴雨、大风、冰雪、雷击等极端恶劣天气时，电力电缆可　高阻与闪络性故障：高阻故障是指直流电阻大于电缆　能承受不了过大的压力产生变形，引发电缆故障，甚至会　ｌ濯　导致电缆断开。　ｌ鬻　其电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或芯与芯之间的绝缘　２．３电缆敷设环境的影响　电阻明显小于正常阻值。如果故障点上无电阻通道而存　在放电间隙或闪络性表面，该故障就是闪络性故障…。在　ｌ蠹　随着生活水平的提高，人们对城市环境提出了更高的　ｌ嚣　要求，不仅要满足生活需求，也要具有一定的美观度。因　ｌ鏊　ｌ荔　嚣　ｆ２。１７年第０８期总笫　期蓑树鼋囊化圈　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ＆Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　此，在城市规划中一般将电缆敷设在地下。一方面避开了　表面产生反射。　地面上的房屋建筑与交通要道，另一方面也为了确保电缆　的安全性与整洁性。但是在地下敷设电缆仍存在很多不　便，比如，在人行道与慢车道范围内敷设与维护电缆时，　４　确保１　０　ｋＶ配电线路电力电缆正常运行的有效　措施　均会影响公众的正常出行。而对１０　ｋＶ配电线路要求定期　４．１科学设计１０　ｋＶ配电线路　检测，这与人们的生活环境产生了较大冲突。电缆受潮也　配电线路的设计是否合理，直接关系到电力电缆工程　是导致故障的主要原因。电缆中间接头不达标或操作不符　能否发挥出应有的社会效益与经济效益。这也是确保电力　合规定等情况均会引发故障。在外部环境的作用下，电缆　线路正常运行的重要措施。设计前必须明确线路的起始点　防护层会因为化学反应而被腐蚀，进而引发电缆故障。另　与导线截面。同时，要调查掌握沿途的地形情况，在地形　外，电压过高，如遇到雷电就会引发事故。　２．４设备选型与电缆运行环境的影响　在电缆运行环境方面，一些地区地下电缆所处的环境　非常恶劣。特别是敷设在有地下水的潮湿环境内，电缆线　容易被腐蚀与侵蚀。当电缆外护套有破损或裂痕的时候，　常常出现地下电缆内部进水问题。这会让电缆绝缘层加速　老化，并且还易导致运行故障与安全事故。在我国北方地　区，若遇到降雪天气，电缆线路长时间处于低温环境中，　极易形成冰冻层，导致电缆短路、断裂　。　３　１　０　Ｉ（Ｖ配电线路电力电缆线路探寻方式　３．１冲击放电声测方式　这种探寻方式的作用机理是借助直流高压试验设备对　电容器进行充电，当电容器电压上升到一定数值时，高压　设备与电容器上存在的能量就会从球间隙向电缆故障点放　电。在此过程中会形成机械振动声波，故障人员只需听声　音就可找到故障发生位置。击穿放电能量的大小直接决定　了检测最后阶段所形成的声波大小　ｊ。通常来说，如果遇　到能量较大的放电，故障人员可在表面进行辨别。如果遇　到能量很小的放电，则须借助灵敏度较高的拾音器进行初　测，锁定范围后再进行二次确认。　３．２声磁信号同步接受检测　这种检测方法需要先对电缆施加冲击直流高压，让电　缆故障部位开始放电。在放电的瞬间电缆金属护套与大地　就会构成一个回路形成感应环流，因此，故障电缆四周就　会形成一个脉冲磁场。检修人员利用感应接收器就能接收　到电缆故障点发出的放电声信号。最后，借助仪器来判断　故障点的具体位置。　３．３二次脉冲检测　这属于一种比较新型的故障检测手段，通过低压脉冲　波形来进行分析与测试，其检测结果的精确性较高。在故　障检测中，先挑选一定能力与电压等级的高压脉冲，利用　电缆测试端向故障电缆施加电压，同时让电缆高阻故障点　出现击穿燃弧，并在检测端添加测量用低压脉冲。若测量　脉冲到达电缆高阻故障位置，并与电弧相遇后就会在电弧　蓑柑鼋袁化　２。１　７年第ｏ８期总第３６３期　图上将初步选定的路径方案标注出来。由配电线路技术人　员到现场勘测计算后确定最终路径图。然后，根据现场气　象环境、现场地质与地形条件、档距、导线截面等情况，　选择合适的杆塔型式。１０　ｋＶ配电线路设计的要点主要包　括五点。　选择气象条件：若线路需安设在一个较为复杂的气象　区域内，或者线路较长，一般可分段选取气象区。关于气　象区的设计参数主要包括年平均气温、电线覆冰、最大风　速、最高与最低气温、雷电日数等。技术人员将上述气象　条件综合起来计算得出数值。　导线技术要求：参照工程设计要求与电力系统的相关　设计规范来确定导线截面。然后对导线的规格与型式进行　验证。在绘制导线力学特性曲线图时应参照其力学特性。　线路组装形式：对于１０　ｋＶ配电线路来说，不同的杆　塔结构、绝缘子的形式以及导线型号，所对应的绝缘子串　的组装形式也有所不同。一般条件下若能满足最大综合荷　重以及导线的断线张力，可选择单串绝缘子串。特殊的大　档距、大沟、大导线以及重冰区、交通要道等环境，应选　择双串绝缘子　。　导线防振设计：配电线路的正常运行会受到风速、线　路的架设高度、地形、风向、档距、导线自身应力等因素　的影响而出现振动。因此，必须做好防振措施，防振设计　过程中重点需考虑最大使用应力、平均运行应力、导线安　全系数等因素。　线路杆塔设计：主要有四种，分别是终端杆塔、直线　杆塔、转角杆塔、耐张杆塔。　４．２挑选适宜的电缆类型　目前，电力网络中最常用的电缆类型是交联聚乙烯　（ＸＬＰＥ）电缆，该电缆导体运行最高额定温度设为９０℃，　短路时最高温度≤２５０℃（持续时间＜５　Ｓ），具有阻燃性　高，防火等特点。电缆运行工作温度应低干７０℃，冬季　施工环境温度要求大于５℃。如果施工环境温度长期在零　度以下，电缆敷设前必须进行加温处理，防止电缆外层发　生断裂。同时，要合理挑选相应电压等级的电缆，通常采　用　的方法表示电缆电压等级。其中，％表示导体对　１ｆ选择并联方式，为保护线路发全留有放电间隙。通　地电　，Ｕ表示导体之间的电乐。根抛系统接地故障持续　部分Ｆ时间　ｊ　将Ｕ　，分为２种：一种是用于单相接地故障时间每　过调整间隙电　，使其大于雷　电压，从而把雷击放电控　次≤ｌ　ｍｉｎ的系统，或　一　用于最长时间为８　ｈ，每年累　制　间隙位置。这样就能预防强度雷击，提升架空线路的　ｉ．ｔ・≤１２５　ｈ的系统　０。　　一种电缆用ｊ：接地故障时间更长　防雷击能力。的系统，或对电缆绝缘性能要求更严格的地方。比如，对　Ｊ　１０　ｋＶ｝　Ｉ圳系统，营中性点经小电阻按地的，通常选用　６／１０　ｋＶ电缆。　４．３　地制宜敖设电缆　５结束语　总之，电力生产与人　的牛产、生活有着密切的联系。　随着我国的快速发展，电力需求量　＿ｊＩ］惧增的态势。加　０　ｋＶ配电　的安全运行管理，做好电缆故障ｆｌｇｄ￣，查　敷设电缆时应遵循ｌ　地制宜的原圳。征多雨地　或　强对１地【　水位偏高的地【　，　月１直埋法。对ｆ电缆较为集　中的地方町采Ｊ１１电缆井或电缆隧道的方式敷设。住南　地　Ｉ　遇剑梅　零　电缆隧道内容易…现结露，ｕ　采取通风措　施。电缆隧道的每个电缆入¨处部必须进行封堵处理，防　雨水进入隧道内。同时，隧道内还应设计有排水设施。　挑选电缆通道时，还成提前ｒ解当地地质污染情？兄，尤　其　化Ｆ＿ｌｘｌ内，更应　Ｉｇ重选择，并采取卡Ｈ应的防污染措施，　避饱电缆受剑化学物质的腐蚀。　４．４加强对负荷电流的监视，避免引起绝缘击穿　电力电缆运行规程明确规定，原则上求说／ｆ：允许电缆　线路过饥荷运行。超仔Ｉ荷运行会加速电缆绝缘层的老化，　缩短电缆寿命。特别是在ｌ乜缆绝缘薄弱部位更易发　击穿　事故。　此，必须综合考虑电缆敷设方式、环境温度、运　行条件、并列条数埘电缆的长期允许载流量等　素后，确　定电缆载流　：进行监视。遇到负荷高峰期时　ｒ借助红外　线ｆ！Ｊ！ＩＪ温仪进行枪删，对电缆节点进行ｆ［１１ｌＪ温，以ｒ解电缆的　动态信息，防范电缆长时间超债荷运行而引发故障。　４．５加强防　管理　防　措施是确保１０　ｋＶ配电线路正常运行，规避雷击　险的　耍　殴。第　，可安装避雷线，着重保护配电线　路一｛・的绝缘　。避甫线的防雷核心就足＝冲击系数，其防雷　原理为：　代　冲击系数．反映的是避雷线与｝庋保护导线　之　的火系。ｍ　ｒ｝皮保护导线已采取了绝缘保护措施，雷　。打所形成的感应电　会明　低ｊ　避雷线。也就足说，避宙　线通过分　感应电Ｊ　，进而截取雷击感应，起到保护绝缘　导线的作川。以　为防雷标准，避霄线防雷效果比普通　防雷措施要　计ｔｊ（１一ｃｘ）倍。由Ｉ：避宙线成本较高，　此，　般只　：宽敞的地　ｆ　使Ｈｊ。第二，要增强配电线路　的绝缘能力。电力　业　定期检测线路的绝缘效果。若小　达怀及时更换绝缘　备，并榆查接地装置的绝缘能力。第　，　Ｉ乜　设备【＿ｊ架　线路的防雷措施。架牵线路由于　地理环境的影响极易遭剁　山。闪此，住科　’　规划架空导　线结构的麟础　爆诂选　绝缘线路，以确保架牵线路的　培本玄　。埘厂架空线路中的敏感部分可安设避雷装置，　以提升架。　线路的稳定性。此外，对　空线路【ｌ｜的绝缘　与防范管理，才能保旺配电线路的正常运行，为人们提供　更多的电力，推动围民经济的快速发展。　参考文献　［／］　邢玉功　ｆ　０　ｋＶ配电线路电力电缆运行技术要点之研究［Ｊ】　电力信息，２０】６，５５（ｊ）：１　９８　Ｊ　９８　Ｉ２】　孙楷淇　朱杰　浅谈１　０　ｋＶ配网电力电缆运行的有效管理模　式［Ｊ１光纤与电缆及其应用技术，２０　１　０，９（４）４４　４６　［５】　叶志晖　刍议１　０　ｋＶ配电线路电力电缆故障排查和防范方法　中国科技博览，２０Ｉ　４　Ｉ　８（３６）３５　３５　［４］　林淑艺　１　０　ｋＶ配电线路电力电缆故障排查及防范措施［Ｊ】　科学家　ＥＯ　，４（７）８７　８，　ｆ５］　范金伟，杨湘　探讨】０　ｋＶ配电线路电力电缆故障排查及防　范措施　城市建设理论，２０１　６，５７（｝２）：２５６　２５７　（责任编辑：张峰亮）　口国网陕西电力自主研发的电磁暂态测量装置首次　在特高压站应用成功　８月８日，国网陕西电力自主研发的电磁暂态测量　设备在测试中成功应用，测试结果准确反映了开关分　合的暂态电磁骚扰过程，为泰州站电子式互感器的电　磁干扰分析提供了第一手数据。　泰州换流站交流滤波场在调试过程中出现了　１０００　ｋＶ光学电子式电流互感器由于调制信号电缆受到　干扰出现误动作的情况，泰州站整体投运在即、时间紧　迫，国网陕西电力电磁暂态研究团队接到通知以后，迅　速整理装备、奔赴现场。到现场后，电磁暂态研究团队　第一时间勘察了现场，根据最终测试方案，利用自主研　发的电磁暂态测量设备在１０００　ｋＶ　ＧＩＳ隔离开关接地引　下线、１０００ｋｖ光ＴＡ调制电缆屏蔽层（高压侧和控制室）　Ｉ篡　及其控制箱接地铜排４处布置了测试点，经过现场测试，　ｌ　电磁暂态测量设备准确测量到了开关分合的暂态电磁骚　ｌ蠹　扰过程，得到了现场专家的一致好评。　ｌ　来源：国网陕西省电力公司　Ｉ麓　Ｉ蓑　２　年第０８期　期蓑娟：蠢化目