10kV交联电缆线路的故障分析及防范措施

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　　摘要：根据运行经验和其它供电局发生的电缆故障情况来看，10kV交联电缆的故障大部分发生在电缆的接头部位，它是电缆线路运行的最薄弱环节，也是我们控制电缆线路事故发生的关键。本文作者分析10kV交联电缆接头在电缆线路中的重要作用及其故障的原因，并提出了解决措施。
　　 关键词：10kV交联电缆；线路故障
　　 前言
　　 随着城网改造的不断深入，衡阳市政府为美化市容市貌，优化投资环境，要求我局将几条主要街道和主要景点的10KV架空配电线路进行电缆入地改造。我局从2002年起，为配合市政府的城市道路改造，开始实施电缆入地改造工作。我们所采用的入地电缆，是具有安装维护方便、允许工作温度高、载流量大、耐酸碱防腐蚀能力强等优点的交联聚乙烯绝缘电缆，用在主干配电线路上的电缆规格主要是YJV22-3×240～300型。近两年来，我局投入了大量城网改造资金，共完成了解放路、蒸湘南北路、船山路、明翰路、莲湖广场、石鼓书院、环城南路、红湖商贸街、红湘路、岳屏广场等电缆下地工程，累计敷设10KV交联电缆近百公里，进一步完善了衡阳市市区的配网结构，给衡阳经济建设作出了较大的贡献。但由于电缆入地工程施工的任务重、时间紧、原市政建设规划不合理和市里负责承建的电缆沟未按照我们的设计要求进行挖砌，造成部分电缆沟成了排污沟，有部分电缆长期浸泡在污泥浊水之中；再加上我们制作电缆接头的施工人员没有专业经验，更没有经过电缆附件厂家的专门培训，电缆接头的制作技术达不到要求，给交联电缆的运行留下了不少安全隐患。
　　 110kV交联电缆故障的原因、类型和查找方式：
　　 1.1 10kV交联电缆线路故障的原因：电缆线路在运行中由于受雷击、外力破坏、长期过负荷运行导致接头过热、直埋电缆受地下杂散电流的电化腐蚀、污泥浊水或土壤的化学腐蚀、绝缘老化、施工时的遗留安装质量和工艺问题、电缆绝缘层的密封不良和电缆附件本身的质量不过关等原因，都可能造成电缆故障，大部分电缆故障表现为接头烧毁爆炸。
　　 1.2 10kV交联电缆故障的分类：从电缆故障发生的情况来看，大致概括为三大类：接地、短路、断芯线。具体表现为三芯电缆的一相接地、两相接地、三相完全接地、两相芯线之间短路、一相或多相的芯线断线等五个方面。不管是雷击、外力破坏、绝缘炭化或老化、过负荷或接触电阻过大发热、接头松脱等等，最终的结果都表现为上述三大类型五个方面的其中一种或多种。
　　 1.3 10kV交联电缆故障的判别和查找方法：除直接的外力破坏导致电缆事故和终端接头明显烧断可直接查出外，其它部位因深埋在地下或在盖好的电缆沟中，其故障点是很难查找的。对于直接短路和断线故障，用万用表可直接测量判断；对于非直接短路和断线故障用兆欧表摇测电缆芯线间的绝缘电阻或芯线对地的绝缘电阻，比较其电阻值的大小就可以判断出故障的类型来。具体的故障点我们就用SDCA-5B高智能电缆故障闪测仪进行查找，其准确率相当高。就我市发生的几起电缆线路的故障情况来看，用闪测仪查找故障点的准确率达到了100%。
　　 210kV交联电缆接头故障原因分析
　　 导致电缆接头发生故障的原因：主要是绝缘和接触电阻的影响。
　　 2.1 绝缘问题：在生产厂家质量绝对保证的前提下，主要有以下三个方面的影响。一是市政府负责的电缆沟挖砌工程没有严格按照设计要求施工，未采取任何排渍措施，导致部分电缆长期浸泡在污泥浊水之中，容易导致电缆的绝缘渗水和腐蚀。比如在我市的环城南路，就有一段YJV22-3×240交联电缆处在粪便坑内，蒸湘北路的电缆沟其沼气极为严重，这也是老城区改造无法解决的实际问题。二是在施工中电缆受过伤的绝缘层没有被当场发现，未进行绝缘修补处理，由于渗水和泄露电流的长期作用，导致绝缘慢慢炭化。三是电缆接头在施工时由于密封不良留下绝缘破坏的隐患。交联电缆的绝缘层受以上三个方面因素的影响，时间长了，就会导致绝缘破坏，造成单相或多相接地短路或相间短路，电缆头烧毁爆炸。
　　 2.2 接头接触电阻过大的问题：施工压接质量达到要求的接触电阻值，不得超过等截面、等长度导体电阻的1.2倍。如果接触电阻过大、接触点的温升就会加快、发热大于散热促使接头的氧化膜加厚,会导致接触电阻更大,温升更快。如此恶性循环，就导致了接头的绝缘层破坏，形成相间短路，引起电缆头烧毁爆炸。造成接触电阻增大的主要原因有以下四个方面：
　　 2.2.1电缆接头的制作工艺不佳。主要是指电缆接头施工人员在导体压接前后的施工工艺问题。
　　 ⑴连接金具接触面处理不到位。接线鼻子或压接管，由于生产或保管的条件影响，管体内壁常有杂质、毛刺和氧化层存在，这是不为人们重视的缺陷，但对导体连接质量的影响颇为严重，在接头制作前必须将其清理打磨干净。在材料和压接钳的质量能够保证的前提下，保证电缆接头质量的关键是人员的责任心和制作工艺。施工人员必须了解导体的连接机理，并严格按工艺要求制作，确保压接后接头部位的电阻值不大于等长度、等截面导体电阻值的1.2倍，铜导体接头的抗拉强度不低于60N/mm2。根据运行经验，当压接金具与导线的接触表面愈平整愈清洁，压接得就越紧密，在接头温度升高时，所产生的氧化膜就愈薄，接触电阻就愈小。
　　 ⑵导体损伤。因交联电缆的绝缘层厚且强度较大，剥切比较困难，在环切时施工人员用电工刀左划右切，有时干脆用钢锯环切深痕，往往掌握不好很容易使芯线损伤。剥切完毕时虽然伤得不是很严重，但在芯线弯曲和压接蠕动时，就会造成受伤处导体损伤情况加剧或断裂，压接完毕后又不易发现，由于连接截面的减小而引起接触点发热严重。
　　 ⑶导体连接时线芯不到位。导体连接时绝缘剥切长度要求压接金具孔深加5mm，但因产品孔深不标准，易造成剥切长度不够，或因压接时串位使导线端部形成空隙，接触电阻增大；仅靠金具壁厚导通，使载流截面减小。因此，导致发热量增加。
　　 2.2.2压力不够，接触面没有精密结合。接头的电阻主要是接触电阻，而接触电阻的大小与接触力的大小和实际接触面积的大小有关、与所用压接钳的出力吨位有关。造成导体连接压力不够的主要原因有下列三点：
　　 ⑴压接钳的压力不足。近年压接机具生产厂家较多，管理混乱，没有统一的标准，特别是近年生产的机械压钳，压坑不仅窄小，而且压接到位后上下压模不能吻合；还有一些厂家购买或生产国外类型压钳，由于执行的是国外标准，与国产导线标称截面不适应，压接质量难以保证。
　　 ⑵连接金具空隙大。压接管的内经与被连接芯线的外经的配合间隙，应该在0.8mm～1.4mm的范围。如果配合间隙过大，压接后达不到足够的压缩力，因接触电阻与所施加压力成反比，将导致接触电阻值增大。
　　 ⑶使用劣质产品。假冒伪劣金具不仅材质不纯,外观粗糙,压后易出现裂纹，而且规格不准，有效截面与正品相差较大，根本达不到压接质量的要求，在正常情况下运行都发热严重，负荷稍有波动必然发生故障。
　　 2.3 连接金具截面不足，达不到正常传输电能的截面要求，将导致接触部位发热严重。
　　 2.4 散热效果不好。无论何种型式的接头，均存在散热难的问题。目前热缩式电缆附件的使用条件为-50～100℃，冷缩式电缆附件的使用条件为-50～200℃。当电缆在正常负荷运行时，接头内部的温度可达100℃，当电缆满负荷时，电缆芯线温度达到90℃，接头温度会高达140℃左右，当温度再升高时，接头处的氧化膜加厚，接触电阻随之加大，在一定通电时间作用下，接头的绝缘材料碳化为非绝缘物，导致故障发生。由于冷缩式电缆附件比热缩式电缆附件的温度条件要好，而且施工方便，我们目前已经普遍采用冷缩式电缆附件。
　　 3防止10kV交联电缆线路事故的主要措施
　　 上面已经谈到，10kV电力电缆线路的故障主要有三大类五个方面，但在运行中有70%的电缆事故是发生在其接头部位，所以说电缆接头及其附件质量的好坏，是整条电缆线路安全、可靠运行的关键。为确保交联电缆线路的安全可靠供电，必须做到下列五个防止：
　　 3.1 防止电缆附件材料不合格和施工工艺不佳。必须购置技术先进、质量过硬和所使用的电缆规格相配套的电缆附件，制作电缆头时要严格按照制作工艺和规范要求进行施工，确保电缆接头的整体质量合格。
　　 3.2防止电缆沟挖砌不符合设计要求。确保电缆沟按照设计要求挖砌，并且必须采取有效的排渍措施。对直埋电缆沟，必须填沙子以便将水渗入土中。
　　 3.3防止电缆敷设过程失去安全、质量控制。电缆的敷设必须严格按照规范要求组织施工，并加强对电缆线路敷设的全过程进行控制。对电缆外表保护层破损的部位要及时采取密封修补措施，并登记具体位置，以便运行中加强监督。严防电缆摆放在渍水之中，特别是电缆接头部位不能浸泡在渍水中，防止电缆因绝缘渗水而老化加速。
　　 3.4防止外力坏。敷设好的电缆，明沟必须及时加盖盖板；直埋沟要在电缆的上层加盖砖块后才能进行回填土。在电缆沟的表面，要按要求定距离装设“地下有电缆”的警示标志，杜绝人为外力破坏事故的发生。
　　 3.5防止接地装置不合格。电缆沟内的电缆支架必须可靠接地，其接地装置的接地电阻值必须满足规程要求。
　　 我们通过对10kV交联电缆线路故障情况的分析，对已经运行的电缆线路存在的问题进行了整改，还对电缆接头的制作和维护人员进行了多次强制性培训，从而提高了电缆线路的健康水平，提高了施工和维护队伍员工的技术素质，达到了消除电缆施工遗留事故隐患的目的。4结束语
　　 由于我们从去年下半年开始实施上述有效措施，对存在的问题进行了有效地整改，今年我市运行中的10kV交联电缆线路，未发生过一起因电缆接头附件的质量不良和施工工艺不佳而导致的电缆故障。可以说，经过努力的工作，起到了令人满意的效果。

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