硅谷杂志：110kV高压电缆常见故障及处理措施探讨 |
| 2012-11-04 11:55 作者：瞿 丹 来源：硅谷网 关注： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月4日文】据《硅谷》杂志2012年第16期刊文称，针对110kV高压电缆由于生产制造、规划设计深度、施工调试、以及外力破坏等因素引起的电缆故障问题，在分析高压电缆故障危害后，对引起110千伏高压电缆故障的原因进行详细归纳总结。最后，根据110kV高压电缆常见故障特性，结合相关工作经验，对故障预防处理方案和对策措施进行详细分析研究。
随着城市社会经济的进一步发展以及架空线路逐步向埋地暗敷方式升级改造，城市供电网其对电力线路供电可靠性和占用土地均提出较高的要求[1]。高压电力电缆具有运行可靠性高、检修维护方便、以及占地面积小等优点在城市电网系统中得到广泛推广使用。但由于110kV高压电缆在埋地环境中，受到各种因素的影响故障时有发生，直接影响到供电线路的供电安全和节能经济性。本文将在归纳总结110kV高压电缆在使用过程中引起故障的原因进行归纳总结的基础上，结合实践工作经验知识，探讨提高110kV高压电缆运行安全可靠性的预防处理方案和对策措施，确保110kV电网安全可靠、节能经济的高效稳定运行，就显得尤为有工程实践应用研究意义。
1高压电缆故障危害
高压电缆其外绝缘护套由于各种原因一旦发生破损等不利现象，一方面会在电缆金属护套内部形成对应的接地回路，进而产生接地短路环流，使电缆金属护套不断发热，从而降低高压电缆的整体输送容量和绝缘性能，给电缆埋下巨大的安全隐患；另一方面接地换流持续放电发热，会使高压电缆金属护套受到电化作用不断腐蚀，尤其在破损部位空气及水分进入到电缆内绝缘后，进而使电缆主绝缘发生水树老化的几率大大增加，相应电缆产生局部放电的几率大大增大，对高压电缆长期安全稳定、节能经济的高效运行造成巨大安全威胁，严重影响到高压电缆的综合使用寿命。在高压电缆的交接及预防性试验相关技术规范规程中，明确要求单芯高压电缆外护套必须做相应的电气试验且必须满足相关技术指标要求，因此对高压电缆产生故障的原因进行归纳总结，并采取有针对性的技术措施提高高压电缆综合性能水平就显得尤为重要[2]。
2110千伏高压电缆故障原因分析
由于高压电缆使用范围和环境的特殊性，引起110kV高压电缆发生故障的因素和原因较多，从大量文献研究和实际运行检修维护经验知识可知，引起110kV高压电缆发生故障的原因大致可以划分为生产制造原因、规划设计深度原因、施工调试原因、以及外力破坏原因等四个方面。
2.1生产制造原因
良好的生产技术和生产工艺是确保110kV高压电缆具有较高质量水平的重要保障基础，但在实际生产过程中，由于技术工人技能水平不到位、生产工艺存在问题等，均可能导致110kV高压电缆出现绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、绝缘内存在杂质、内外屏蔽间出现突起、交联度不均匀、以及电缆金属护套密封性能不良等缺陷。生产制造缺陷在实际运行过程中会被逐步放大，进而形成故障，给110kV高压电缆安全稳定埋下巨大安全隐患。现场制造的电缆接头等，由于受到制作人员、施工环境、制作工艺等因素的营销，很可能造成电缆接头绝缘带层间存在一定气隙和杂质，很容易引起电缆事故发生，大大降低了110kV高压电压的综合性能水平。
2.2规划设计深度原因
由于很多设计院在规划设计过程中，对电缆专业知识了解较少，尤其是在进行高压电缆选型设计过程中，没有充分工程地区的地质、气象等条件，合理选用结构、参数、性能等满足工程实际的电缆种类型号，设计深度和精细度不够，进而造成电缆在实际使用过程中，受潮、腐蚀等。我国高压输配电工程中，对电缆优化设计从整体节能水平而言还有待进一步加深提高。
2.3施工调试原因
因施工调试质量引起110kV高压电缆出现故障的实例很多，电缆敷设施工调试未严格按照相关技术规范要求执行，进而留下众多安全隐患，归纳实际案例可知主要原因包括：①工程施工现场地质和作业条件较差，如：电缆接头在现场作者过程中，其对环境和工艺等技术要求均非常高，而实际施工过程中对温度、湿度、灰尘等参数均得不到有效控制。②电缆接头施工技术工艺要求非常高，通常要求从事电缆接头作者施工人员要在学习实践3年以上，才能独立进行110kV电缆及接头附件安装。但由于一些安装调试施工队伍其整体施工技能水平不太高，加上工程数量的增加和进度的加快，盲目施工导致电缆故障出现。高压电缆在敷设完成后覆土过程中未按照技术规定要求填埋对应的细沙或细土保护层进行保护，有的则直接填埋了存在棱角的砖块或石块，在以后电缆埋设场地平整过程中，由于重型机械设备压迫尖石进而造成高压电缆外护套发生损伤，给电缆埋下巨大安全隐患。③安装调试时没有严格按照工艺施工或工艺规定，没有考虑到可能出现的问题。安装调试竣工验收过程中直流耐压试验采取不当，造成在电缆接头中形成反电场引起接头部位绝缘出现破坏缺陷，在实际运行中引起严重电缆故障发生。
2.4外力破坏原因
随着城市规划建设的进一步进行，各地外力破坏电缆事故发生率不断增大。在电缆沟槽和隧道内的高压电缆，其相对不容易受到外力作用破坏；而直埋高压电缆由于其除了外绝缘外没有相应的保护所措施，加上敷设过程中没有标明电缆走向，导致其他管线工程在施工过程中，不能清楚辨析电缆走向，致使直埋电缆容易遭受到外力作用发生破坏。直接挖断或由于电缆周围堤基沉陷引起电缆受过大拉力进而引起击穿事故发生。
3110kV高压电缆故障预防措施
为了确保110kV高压电网供电安全可靠性和节能经济性，采取相应措施确保110kV电缆具有较高安全稳定运行水平就显得尤为重要[3]。从大量电缆故障实例和实践工作经验知识来看，笔者认为应从加强电缆质量检验、提高设计图纸深度、加强施工质量管理等多方面，有效电缆质量水平。
3.1加强电缆生产制造质量监督检验工作
结合工程实际情况，建立与高压电缆及附件相关技术规范相匹配的生产制造工艺、设计方案、施工工序、监理流程、交接与验收等技术标准与规范，确保110kV高压电缆具有较高产品质量和施工质量。为了确保工程使用的高压电缆具有较高生产制造质量，建设单位（业主）应指派专人到制造厂家进行监造，监造人员在实际工作中如发现生产技术、生产工艺等存在问题时，应立即要求厂家进行整改，直到满足相关技术规范要求为止。制造厂家应定期对所生产高压电缆产品采取抽样试验方案，将样品送到武高所或上海电缆所等对其质量进行动态检验，确保出厂高压电缆具有较高质量水平。另外，高压电缆生产制造厂家除了要加强日常生产质量监督管理外，还应加强产品出厂前的试验和检验工作，杜绝不合格电缆产品流人到电力市场，增强厂家质量信誉和售后服务水平。
3.2提高设计图纸深度
设计是110kV高压电缆安装施工的重要指导性文件，设计水平的高低直接影响到电缆工程的质量和安全水平。对于新建的高压电力管道，在设计过程中，要从优化转角和中间接头井等方面进行优化设计，同时要综合考虑排水防护措施，确保设计方案具有较高技术经济性和施工的编辑可靠性。
3.3加强施工质量管理
应加强110kV高压电缆安装敷设质量管理，严格按照相关施工工艺流程进行电缆的安装敷设和电缆头制作。现场高压电缆终端的制作技术工艺，必须严格按照国家相关技术标准及产品安装调试技术要求组织实施；要确保电缆头具有良好的密封性能，对于施工过程中由于各种原因而已经被锯开的电缆头，无论电缆头是处于堆放或安装敷设过程中，均需要按照相关安装施工工艺要求采取完善的防护措施确保电缆及电缆附件具有良好的密封性能，在防止电缆出现受潮的同时严禁将电缆断口浸泡在污水里或乱堆乱放；要尽量避免电缆在施工过程中由于扭力等对绝缘进行破坏；当电缆在敷设施工时如遇转弯时，应自然弯曲电缆，应尽量避免电缆内部出现机械损伤；施工人员在剥削护套、绝缘屏蔽层、以及半导体过程中，要尤为细心谨慎，且绝缘表面应彻底完善打磨；电缆压接处理后，必须按照相关规范要求有效去除尖角、毛刺等不规则体，要有效清除金属粉末，杜绝杂质颗粒遗留在电缆内部，影响电缆运行安全稳定质量水平。
3.4合理进行竣工试验
采取科学合理的交流耐压试验，一方面可以对保护管中的电缆起到一定防患于未然的作用；另一方面对于投入运行的高压电缆而言，而可以在一定程度上防止电缆事故发生。在对110kV高压电缆做竣工试脸时，应避免采用直流耐压法，而应尽可能采用串联谐振或VLF法，对于试验条件收到限制的工程，如果没有相应试验设备也可以采用24h空载运行校验方法检测电缆的性能。
3.5加大电缆日常运行监测力度
在实际工作中发现，一些工作人员认为高压电缆自身具有较为完好的防护屏蔽层，因此认为电缆完全免维护。从大量电缆故障原因分析来看，上述观点存在较大错误。因此，110kV高压电缆在实际运行过程中，电缆运行监管部门应加强其性能质量的巡视力度，尤其对于接头、分支等故障易发点，应安装温度在线动态监测系统，对电缆运行温升效应进行动态监测；另外，局部放电技术在工程实践应用中取得较为良好的效果，应该结合工程实际情况合理引用实用到工程实践。
4结束语
随着城市规划建设的进一步发展，110kV及以上高压电缆在城市电网中得到广泛推广应用，应在生产制造、规划设计、安装调试、竣工验收、运行维护等环节中层层把好生产制造质量关、施工调试质量关，同时要结合工程实际情况合理引入先进的在线监测技术和设备系统，确保城市110kV及以上高压电网安全可靠、节能经济的高效稳定运行发展。
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