卞佳音，單魯平

（廣州供電局有限公司，廣東廣州 510310）

城市電網(wǎng)高壓電纜運(yùn)維技術(shù)探討

卞佳音，單魯平

（廣州供電局有限公司，廣東廣州 510310）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市電纜線路的設(shè)備規(guī)模與日俱增，給電纜運(yùn)行管理人員帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。根據(jù)城市高壓電纜運(yùn)行及管理工作的特點(diǎn)，分析了城市電纜運(yùn)行面臨的問題，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)，介紹了高壓電纜設(shè)備全生命周期管理要點(diǎn)和電纜線路防外力破壞措施，并對(duì)線路和隧道全面的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及新技術(shù)新設(shè)備的研究工作進(jìn)行了闡述。

城市電網(wǎng)；電纜；全生命周期；狀態(tài)監(jiān)測(cè)

0 引言

電纜線路的供電范圍占據(jù)著城市的核心區(qū)域，電纜線路的故障往往影響到居民和重要用戶的用電。因此電纜線路運(yùn)行的可靠性，對(duì)城市供電可靠性影響尤為突出。為避免電纜線路故障的發(fā)生，電纜的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)就顯得非常重要。隨著設(shè)備規(guī)模、運(yùn)行環(huán)境等條件的變化，城市電纜運(yùn)行面臨著新的問題。粗放型、單一化的運(yùn)行管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代電纜網(wǎng)運(yùn)行要求，在高壓電纜運(yùn)行維護(hù)方面需要形成一套適用于城市電網(wǎng)電纜運(yùn)維的技術(shù)，以有效提高設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量，保障電力可靠供應(yīng)。

1 城市高壓電纜運(yùn)行問題簡(jiǎn)介

隨著城市建設(shè)發(fā)展，電纜線路不斷增加，以此滿足日益增長(zhǎng)的負(fù)荷需求。由于線路建設(shè)速度過快、且接線方式復(fù)雜化，加上電纜線路隱蔽性等特點(diǎn)，給電纜運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)很多新的問題[1]。

（1）電纜線路建設(shè)快速發(fā)展，很多工程項(xiàng)目趕工期、趕進(jìn)度，且建設(shè)和運(yùn)行部門之間工作缺乏很好銜接，運(yùn)行部門在設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)的介入程度有限，使得各階段的質(zhì)量管控較難取得很好的效果，線路投運(yùn)后還存在許多隱性缺陷。

（2）因?yàn)殡娎|是隱蔽線路，故障測(cè)尋技術(shù)要求高，且新建線路中采用GIS終端、T接多個(gè)變電站的電纜線路日益增多，測(cè)尋難度大、時(shí)間長(zhǎng)；電纜敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜，即使找到故障點(diǎn)后，還需要進(jìn)行道路挖掘、故障修復(fù)等，恢復(fù)送電時(shí)間往往很長(zhǎng)[2]。

（3）電纜線路走廊范圍的市政管線、房地產(chǎn)等工程施工增加，電纜線路面臨很大的外力破壞威脅。這些鉆探、頂管、機(jī)械開挖等施工分部面廣、點(diǎn)多，且?guī)缀鯖]有規(guī)律性，給電纜運(yùn)行部門帶來(lái)很大的維護(hù)壓力。根據(jù)廣州供電局2000年至2012年的電纜故障記錄對(duì)所轄高壓電纜故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，見圖1，這幾年間，外力破壞占電纜故障總量的67%。

（4）目前國(guó)內(nèi)高壓電纜大部分使用交聯(lián)聚乙烯（XLPE）絕緣，XLPE電纜在熱和機(jī)械力作用下，會(huì)逐漸發(fā)生老化，繼而引起電纜局部放電、擊穿等缺陷和故障[3]。廣州地區(qū)110 kV及以上高壓電纜線路總長(zhǎng)約685 km，運(yùn)行年限如圖2所示。按XLPE電纜設(shè)計(jì)壽命30年計(jì)，中老年期電纜占很大比重，需要采取措施解決這些電纜的運(yùn)行維護(hù)問題。

圖1 電纜故障原因統(tǒng)計(jì)分析圖

圖2 電纜運(yùn)行年限結(jié)構(gòu)分布圖

2 健全完善電纜全生命周期管理

高壓電纜運(yùn)行維護(hù)常規(guī)生命周期管理包括線路巡視管理、設(shè)備預(yù)試管理、異常處理管理、大修技改管理、設(shè)備更動(dòng)管理共五大塊，為防微杜漸，從源頭控制帶缺陷線路投入運(yùn)行，需要運(yùn)行部門提前介入，參與線路可研、施工圖設(shè)計(jì)審查、線路基建質(zhì)監(jiān)等投運(yùn)前各階段工作，并通過推行高壓電纜施工人員考核準(zhǔn)入制度保障電纜施工質(zhì)量，通過規(guī)范強(qiáng)化電纜線路驗(yàn)收管理確保電纜線路投運(yùn)質(zhì)量，通過線路投運(yùn)初期管理，收集運(yùn)行維護(hù)的第一手資料來(lái)提高日后運(yùn)維質(zhì)量。

2.1 參與設(shè)計(jì)階段圖紙審查

高壓電纜電氣和結(jié)構(gòu)等方面的合理設(shè)計(jì)對(duì)電纜的長(zhǎng)期安全運(yùn)行有重要影響，部分設(shè)計(jì)人員由于專業(yè)限制及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)缺乏，對(duì)由于設(shè)計(jì)缺陷而引起的運(yùn)行缺陷認(rèn)識(shí)不足，如終端塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電纜走廊選擇、敷設(shè)方式安排、附屬設(shè)施安裝等都出現(xiàn)過或多或少的問題。為避免驗(yàn)收階段發(fā)現(xiàn)此類問題再提出整改，給線路運(yùn)行帶來(lái)隱患，安排運(yùn)行技術(shù)人員參與基建、遷改等工程前期各階段圖紙審查，對(duì)不規(guī)范、不合理、不利于運(yùn)行的設(shè)計(jì)點(diǎn)提出意見和建議。

2.2 推行高壓電纜施工人員考核準(zhǔn)入制度

施工安裝隊(duì)伍的不斷擴(kuò)大，工程質(zhì)量不均衡和局部質(zhì)量下滑問題凸顯，部分施工單位安全意識(shí)和質(zhì)量管控措施不夠，在趕進(jìn)度趕工期的時(shí)候,大量沒有安裝資質(zhì)的人員參與到安裝工作中來(lái)，造成電纜運(yùn)行故障日益增多。為此，要求參與電纜線路施工人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的考核。除嚴(yán)格把關(guān)做好準(zhǔn)入考核外，采取責(zé)任追溯、現(xiàn)場(chǎng)抽查等手段進(jìn)一步確保施工質(zhì)量。

2.3 規(guī)范強(qiáng)化線路建設(shè)過程監(jiān)督和驗(yàn)收管理

電纜線路建設(shè)的過程控制是確保線路質(zhì)量安全的重要保障，為此，運(yùn)行管理部門和班組采取加強(qiáng)施工過程監(jiān)督、對(duì)頂管等隱蔽工程進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收、對(duì)土建電氣作業(yè)分項(xiàng)驗(yàn)收等措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品（見圖3與圖4）和施工質(zhì)量缺陷，避免電纜線路帶缺陷投入運(yùn)行。并制定驗(yàn)收指導(dǎo)流程，明確驗(yàn)收必要條件，確保驗(yàn)收工作有成效。

圖3 接頭附件有缺陷

圖4 保護(hù)管不合格

2.4 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的表單化管理

高壓電力電纜專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)，不同的作業(yè)人員對(duì)作業(yè)的理解和掌握不同，為了清晰作業(yè)制度流程、規(guī)范作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、保證作業(yè)質(zhì)量，為了將老同志的寶貴經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)規(guī)程規(guī)范結(jié)合運(yùn)用在每一次的作業(yè)當(dāng)中，經(jīng)過多次分析討論，從電纜安裝過程質(zhì)監(jiān)到竣工驗(yàn)收，從電纜日常維護(hù)到缺陷處理等電纜全生命周期內(nèi)各作業(yè)過程編制相應(yīng)作業(yè)表單，將各項(xiàng)作業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、流程化管理。

2.5 實(shí)行電子化巡視技術(shù)

電纜線路施行電子化巡視及信息化管理。通過設(shè)備臺(tái)賬管理模塊實(shí)現(xiàn)高壓電纜線路設(shè)備信息錄入更新，包括設(shè)備型號(hào)、投產(chǎn)日期、坐標(biāo)等；結(jié)合PDA終端機(jī)、車載視頻監(jiān)控等電子化設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)巡視數(shù)據(jù)；通過管理后臺(tái)系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)、分析、處理數(shù)據(jù)，并反饋巡視到位率、巡視計(jì)劃完成率、設(shè)備缺陷消缺等信息。在設(shè)備臺(tái)賬、前端數(shù)據(jù)采集、后臺(tái)系統(tǒng)處理三個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)縫結(jié)合與運(yùn)轉(zhuǎn)下，形成高壓電纜線路巡視PDCA閉環(huán)管理，確保巡視質(zhì)量。

2.6 加強(qiáng)運(yùn)行和應(yīng)急資料修編與管理

電纜線路資料是線路日常運(yùn)行維護(hù)管理和應(yīng)急情況處理的基本保障。為此，加強(qiáng)對(duì)新投運(yùn)線路進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)資料收集整理、環(huán)境評(píng)估工作，完成終端和接頭附井的照片、坐標(biāo)等資料收集，以及電纜路徑標(biāo)識(shí)和沿線環(huán)境摸查，結(jié)合驗(yàn)收和預(yù)試數(shù)據(jù)，形成線路“運(yùn)行手冊(cè)”。并逐步完善多T電纜線路和一般線路的應(yīng)急仿真系統(tǒng)，為故障應(yīng)急處理提供保障。

3 加強(qiáng)防外力破壞工作

為有效防止外力破壞事故發(fā)生，需要形成一套有效的管理制度和流程，且運(yùn)行管理部門及運(yùn)行人員需要針對(duì)性地做大量的工作[4-5]。

（1）建立兩級(jí)交底制度，部門作為一級(jí)交底部門，組織召開工程建設(shè)的業(yè)主、施工、設(shè)計(jì)等單位協(xié)調(diào)會(huì)，商定電纜保護(hù)施工方案，強(qiáng)調(diào)安全施工，增強(qiáng)其對(duì)地下管線保護(hù)的意識(shí)；運(yùn)行班組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)二級(jí)交底，落實(shí)保護(hù)措施和范圍。

（2）多渠道搜集電纜走廊開挖信息，建立危險(xiǎn)點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制表，有目的、有針對(duì)性地開展線路巡視和監(jiān)護(hù)工作；主動(dòng)聯(lián)系跟進(jìn)，了解施工進(jìn)度，掌握工程監(jiān)督控制的主動(dòng)權(quán)。

（3）做好電纜走廊路徑標(biāo)志、警示標(biāo)志及宣傳標(biāo)志的管理；利用各種渠道，增強(qiáng)社會(huì)大眾對(duì)地下管線的保護(hù)意識(shí)，通過社會(huì)大眾的力量，來(lái)防止外力破壞電纜事故發(fā)生。

（4）主動(dòng)參與和介入關(guān)鍵性和危險(xiǎn)性較大的項(xiàng)目施工，共同尋求電纜保護(hù)的最佳方案，例如，為做好頂管段電纜線路保護(hù)、堅(jiān)持要求采用人工探挖的方式進(jìn)行施工，避免了交底時(shí)因頂管資料不準(zhǔn)而給電纜帶來(lái)威脅，如圖5。

（5）在實(shí)際的生產(chǎn)中，還有很多施工單位忽視其他管線保護(hù)工作，一味的趕進(jìn)度，造成運(yùn)行部門工作的被動(dòng)。電纜運(yùn)行管理、巡視人員針對(duì)施工人員不聽現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人員的勸阻野蠻施工的，采取必要的強(qiáng)制措施來(lái)避免惡性外力破壞事故的發(fā)生，比如說(shuō)報(bào)警。

4 完善系統(tǒng)性的線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)預(yù)防事故、缺陷分析、資產(chǎn)管理等有顯著作用。及時(shí)掌握設(shè)備狀態(tài)，特別是中老年期電纜狀態(tài)，避免可能發(fā)生的事故，及早消除隱患，對(duì)提高主網(wǎng)運(yùn)行可靠性和減少經(jīng)濟(jì)損失等有重要意義。為了達(dá)到不發(fā)生維護(hù)責(zé)任的設(shè)備事故這一目標(biāo)，對(duì)電纜線路開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)工作。

（1）開展季度性電纜終端頭紅外測(cè)溫專項(xiàng)普測(cè)工作，對(duì)疑似發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行分析，并跟蹤復(fù)測(cè)，將復(fù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，同時(shí)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和發(fā)熱部位進(jìn)行綜合判斷[6]。通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)了電纜缺陷，包括一些重大缺陷。例如某電纜瓷套終端季度紅外測(cè)溫發(fā)現(xiàn)B相終端尾管位置發(fā)熱（圖6），其溫度比A、C相的同一位置溫度高出8.3℃（圖7）。解剖發(fā)現(xiàn)環(huán)氧泥受潮變質(zhì)，銅編織帶松脫，電纜鋁護(hù)套被嚴(yán)重腐蝕，有部分腐蝕物已進(jìn)入電纜外半導(dǎo)電層。

圖5 人工開挖探明頂管電纜

圖6 缺陷相終端尾管紅外測(cè)溫圖

（2）開展季度性線路護(hù)套環(huán)流測(cè)量，配合停電進(jìn)行護(hù)層絕緣電阻測(cè)試及交叉互聯(lián)系統(tǒng)測(cè)試，結(jié)合歷年線路運(yùn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)電纜外護(hù)層絕緣及交叉互聯(lián)系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估[7]。隨著運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)，部分線路外護(hù)套受到腐蝕，絕緣電阻逐漸將降低。通過預(yù)試，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，如某線路多段電纜外護(hù)層絕緣電阻不合格，線路環(huán)流偏大，測(cè)尋發(fā)現(xiàn)外護(hù)層被白蟻嚴(yán)重侵蝕破損（見圖8）。

圖7 正常相終端尾管紅外測(cè)溫圖

圖8 電纜外護(hù)套受白蟻侵蝕

（3）局部放電的測(cè)量是目前對(duì)高壓電纜進(jìn)行絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)的較有效手段[8]。測(cè)試工作可分為兩部分，第一，開展局部放電普查測(cè)試，建立電纜線路局部放電數(shù)據(jù)庫(kù)，為電纜狀態(tài)評(píng)估建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，跟蹤電纜局部放電發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)了解電纜絕緣劣化程度。第二，對(duì)存在局部放電信號(hào)的終端和接頭進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，通過跟蹤監(jiān)測(cè)掌握局部放電發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜絕緣缺陷。

（4）電力隧道走廊利用率高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防外力破壞能力強(qiáng)，隨著高壓電纜隧道化率提高，隧道的運(yùn)行、檢修管理工作更為重要[9]。為了提高電力隧道的運(yùn)行管理水平，在隧道及設(shè)備加裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電纜隧道環(huán)境、電纜溫度、局部放電、環(huán)流等狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和設(shè)備智能控制；通過后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)積累、分析，為開展?fàn)顟B(tài)檢修打好基礎(chǔ)；并通過智能預(yù)警及運(yùn)行監(jiān)控，達(dá)到應(yīng)急指揮、快速反應(yīng)的目的。

5 加強(qiáng)新技術(shù)新設(shè)備研究

隨著設(shè)備運(yùn)行可靠性和管理科學(xué)性要求的提高，積極尋求新的方法、新的措施、新的設(shè)備來(lái)開展電纜線路施工、運(yùn)行與檢修等方面工作。通過高壓電纜敷設(shè)和附件安裝等施工過程中的檢測(cè)儀器及輔助設(shè)備的研究與開發(fā)，可以消除線路建設(shè)的隱性缺陷，增強(qiáng)電纜敷設(shè)及附件安裝過程的質(zhì)量控制；電纜移動(dòng)視頻等外力破壞監(jiān)測(cè)設(shè)備研究，為電纜線路走廊的防外力破壞提供新技術(shù)手段[10]。通過電纜線路在線故障定位技術(shù)研究，解決目前GIS終端和T接線路故障測(cè)尋接口復(fù)雜、離線故障測(cè)尋時(shí)間長(zhǎng)等難題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線故障定位。

6 結(jié)論

城市電網(wǎng)電纜線路的建設(shè)和運(yùn)維等工作面臨著新的問題，而發(fā)展電纜運(yùn)維技術(shù)是解決這些問題、確保設(shè)備安全、提高供電可靠性的關(guān)鍵途徑。該技術(shù)以電纜全生命周期管理為主線，從前期建設(shè)到線路投運(yùn)維護(hù)及檢修等方面采取實(shí)質(zhì)有效措施進(jìn)行精細(xì)化管理。不論是防止外力破壞，還是加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及新技術(shù)和新設(shè)備的開發(fā)，都為實(shí)現(xiàn)電纜線路安全狀態(tài)的可控、在控。

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Discussion on Technology of Operation and Maintenance of High-Voltage Cable in Urban Power Grid

BIAN Jia-yin，SHAN Lu-ping
（Guangzhou Power Supply Bureau Co.，Ltd.，Guangzhou510310，China）

With the development of social economy，the scale of city cable is increasing every day，it brings the unprecedented challenge for persons of cable operation and management.According to the work characteristics of city high-voltage cable management，this paper analyzes the facing problem of city cable combining with the experience of the actual operation.It introduces the points of the life cycle of high-voltage cable and the measures of preventing external damage of cable.It also states the condition monitoring of cable and tunnel and the research work of new technology and equipment.

urban power grid；cable；life cycle；condition monitoring

TM75

A

1009－9492(2014)02－0025－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.02.007

卞佳音，男，1982年生，安徽人，碩士，工程師。研究領(lǐng)域：電力電纜。

(編輯：阮 毅)

2013－08－02