电缆故障分析与防范对策分析

电缆故障分析与防范对策分析

姚庆余

广州增城供电局511300

摘要：随着电力行业的蓬勃发展，在城市规划建设中，由于电缆具有占地面积小和受环境影响因素小等优点，10kV配电网中，电缆应用越来越广泛。尽管电缆线路提高了供电可靠性，但是停电事故仍时有发生，对用户的生产及生活造成了重大影响，而电缆头质量问题是造成电缆故障重要原因。以最近几年发生的电缆头故障为例，来分析选型、设计、施工及验收运行等环节，并提出防范措施，供同行借鉴参考。

关键词：电缆故障；故障原因；防范对策

一、电缆运行故障统计分析以下为某电力企业从2015年到2016年的电缆设备故障统计表：

表1电缆故障统计表

配电电缆运行发生故障总概有以下几点：（1）电缆本体质量缺陷故障，如电缆绝缘存在气泡或气隙，这些在运行过程中容易发生局部放电而导致绝缘击穿；再一个就是电缆保管不到位时受潮或施工工艺粗糙验收把关不到位导致绝缘层损伤而击穿；（2）电缆机械损伤故障，如市政建设施工时误伤电缆；（3）自然灾害，如大雨、雷击等引起电缆绝缘被击穿；（4）设备老化及电缆过负荷故障。由于电缆线路靠近热源，电缆绝缘易受腐蚀老化。电缆过负荷导致导体温度过高，电缆绝缘加速老化，电缆金属护套膨胀、变形及接点发热损坏等现象，从而引起电缆故障。

10KV电缆出现异常给用户造成很大的影响，以及给供电企业带来经济损失。这当中由很多因素造成，据统计，10KV电缆线路非计划停运82次，包括机械损伤6起，自然灾害3起，以及各类市政工程施工所造成的外力破坏共44起，占了总数的53.66%；设备老化、试验质量不良、运行管理不当、产品质量问题占47.34%。某年由于10kv电缆短路故障着火，致使变电站失压，10多回馈线停电，严重影响用户的用电需求及用电安全。

二、典型电缆故障分析

（一）外力破坏

某道路扩建改造工程建设中采用施工机械开挖排水管道。在未与供电部门取得联系并进行现场勘察交底的情况下私自偷挖开工，作业时施工人员又忽略了地下电缆通道标识，从而导致电缆被严重破坏，引发5条馈线跳闸停电，造成17台公用变压器，25台专用变压器，两个镇街共2663户低压用户停电，对人流密集的商业中心场所的正常运营和公共安全造成了冲击，幸好未造成人身安全事故。

（二）电缆头故障引起的设备故障

某变电站母线接地报警，4min后某电缆出线过流I段保护动作跳闸，主变压器双套差动保护动作跳闸。经查该出线开关柜内有明火，灭火后检查发现间隔电缆头三叉口至电缆接线线夹之间三相绝缘有部分烧毁，露出导体，开关柜后门观察窗玻璃破裂，相邻的主变压器开关柜内刀闸A、B、C三相动静触头有放电烧损痕迹，A，B相母排有相间放电痕迹。户内电缆头故障，从施工过程除了电缆接头的生产质量，基本是安装结构不合理，电缆沟，电缆沟与柜体或相线间绝缘距离不够，造成相线对屏蔽层击穿，发生短路事故。

三相电缆头三叉口是电缆头的薄弱以及要害部位，在实践作业时如果电缆头制作工艺欠妥，会对局部场强造成畸变以及电缆头内部受潮，很容易引发事故。

另外户外电缆终端头老化导致防水性差，在雷雨天气中电缆易进水。在夏季曾经发生过数起由于接到台架的电缆终端头进水，雨水倒灌到环网柜导致环网柜电缆终端头接地短路。

（三）10kV电缆中间头因制作工艺原因故障

10kV某电缆线路速断跳闸，经检查电缆中间接头存在过度压接、接头有毛刺、电缆压接管上包覆绝缘带，而非半导电带以及主绝缘上有严重划痕等问题。电缆中间头短路的原因可能有：电缆沟超容、电缆沟中有淤泥和垃圾，电缆沟污水未能排尽、夏季电缆沟温度过高、电缆中间头无防爆保护壳。

（四）10kV电缆因设计选型不当故障

某用户预测10kV两条出线的最大负载约170A，电缆出线中间有一段为双条电缆并列敷设。设计时按照单条敷设方式选用YJV22-3x300mm2电缆，未考虑折算系数，投运后负荷超过250A，电缆严重发热，电缆头烧损。

三、故障原因

综合上述运行分析及典型案例分析，电力电缆发生故障的主要原因归纳为以下儿方面。

（一）外力破坏

在市政建设中，管理部门监管不严，施工单位野蛮施工，对电缆保护意识淡薄以及供电企业电缆走向标识、警示标志不全、不醒目，巡查力度不够都是引起故障的因素。

（二）电缆施工工艺不良

电缆施工人员制作工艺不良或未按标准施工，质量监督人员未能监督到位，电缆头制作中常出现应力管部位密封不好、应力管未与半导体搭接或搭接较大等制作尺寸错误，施工工艺质量差，造成电缆运行一段时间后出现电缆终端或接头爆裂。

（三）运行原因

（1）在供电负荷高峰期，电缆长期过负荷运行，致使电缆运行温度超过其允许温度，导致绝缘老化，电缆终端、中间接头等薄弱处首先绝缘击穿发生故障。

（2）在接地故障发生时，用目测的方法无法立刻判定故障电缆，非接地相电缆承受线电压继续运行，此间极易发生电缆或电缆头击穿。

（3）电缆受运行环境影响较大。户外电缆受污秽和潮湿等因素的影响，电缆终端可能发生污闪或因为密封不良受潮引发故障。

（4）耐压试验频繁，有些单位对个别电缆半年内连试两次，对电缆绝缘造成损伤。

（四）设计不当

在电缆设计过程中，电缆型号选择需考虑多方面因素，其中除了最重要的负载率外，还需实地勘察运行环境，考虑耐火等级、谐波影响等因素。变电站出线选型设计不当很容易造成电缆单相接地极易引发三相闪络放电，并且电缆头制作复杂，其安装质量受现场环境和制作工艺水平影响较大。

（五）其他因素

户内终端因柜内空间狭小，电气设备布置及安装不合理等因素，电缆终端承受机械力，绝缘逐渐被破坏而发生对柜体的单相短路故障。

四、防止电缆故障的对策

外力破坏是电缆故障的主要原因，加强运行管理监督，严把施工质量关，合理设计，严防次生灾害，减少电缆损坏故障。

（一）防止外力破坏

针对市政等挖掘工程，主要预防施工破坏。积极主动与市政部门沟通，组建电子信息沟通平台，建立项目经理、施工负责人档案，加强同施工队的联系，设专人跟进及时掌握施工地段及进度情况，并向施工队交待电缆位置，加密施工现场电缆的巡视次数，在施工路段的电力电缆路径上插“下有电缆”的警示标志，在裸露电缆上方设置防护架，在防护架上挂红灯（夜间点亮，挂“止步，高压危险”标示牌。通过媒体或宣传单加强宣传，做到全民监督。

（二）加强施工质量管控把好验收关

施工质量的好坏决定了电缆及其缆头的使用受命。要由敷设时就开始抓，选派有电缆头制作资质的技术人员全程跟踪，首先检查电缆有没有受潮，在敷放过程中要把控好转角位避免划破电缆外层导致渗水造成绝缘降低，其次把控好电缆头的制作工艺，这个必须要由有资质的人员制作，供电部门必须对制作人员进行资质检查确认后才可以开工，在制作过程中派员进行全程旁站指导并参与日后的验收送电工作。

（三）选择合理的电缆类型

传统的油纸绝缘电缆成本较低，使用寿命较长，所以受到广大电力企业的青睐。但是在使用过程中，由于油纸绝缘油容易流淌，对电缆的绝缘性会造成应该能够。电力企业应该推广交联聚乙烯电缆，这种电缆具有耐高温、使用方便、安全性能强等优势，希望在电力电缆改造升级中能够推广这种电缆，提高电力电缆的运行性能。

（四）加强对电力电缆的日常维护工作

日常运维是保证电力电缆正常运行的重要途径，电力企业需要制定严格的运维制度，加强对电缆的日常巡视检查。利用现代化的检查手段与设备仪器，及时发现电缆故障隐患并排除。通常情况下，对电缆的监管工作包括对环境温度、电缆运行环境、土壤进行检测，避免由于电缆过渡导致的故障。在一定的周期内，需要对埋设在土壤中的电缆进行检查，并及时的记录检查结果。

（五）选择科学的电缆通道

电缆通道环境在很大程度上决定了电缆运行的状态。在选择电缆通道过程中，除了根据实际需要外，还应该对土壤中酸碱性、是否含有氯化物等进行检测，特别是在化工区，更应该重视电缆通道的选择。此外，在平时的管理与检查过程中，需要加强对电缆电压的检测，避免电缆长期处于超负荷运行，发现超负荷运行情况，就需要及时与相关部门沟通，并监督其进行妥善的处理。

五、结束语

通过上述分析可知，电力电缆运行环境越来越复杂，电缆本身质量、绝缘层老化与受潮、机械损伤、化学腐蚀等因素，都会导致电力电缆故障，对电力系统的正常运行造成影响，甚至会导致安全事故发生，威胁人员安全，造成巨大的经济损失。因此，必须采取有效的预防措施，加强日常管理，在故障发生后，采用有效的故障检测方法，及时发现故障发生位置，并进行处理，尽快恢复电力系统运行。

参考文献：

[1]刘宁东.浅谈电力电缆故障检修[J].中国科技纵横，2014，15（2）：36-37.

[2]孟庆然，耿军，刘卓.浅议电力电缆故障的检修[J].科技研究，2012，32（12）：99-100.

[3]程国凯，韩春雷，李富强.电力电缆故障测距综述[J].科技致富向导，2013，35（17）：147-148.