郝雪峰（陜西省電力公司略陽縣供電分公司,陜西　漢中　724300）

高壓電力電纜故障分析

郝雪峰
（陜西省電力公司略陽縣供電分公司,陜西漢中724300）

針對高壓電力電纜在輸電過程中出現(xiàn)的故障問題，從多個方面對故障原因進行了深入分析和探討，提出了有效的應(yīng)對方法，對保證電力電纜的長期穩(wěn)定運行具有一定的現(xiàn)實意義。

高壓；電纜；故障

1　引言

近幾年以來，隨著國民經(jīng)濟建設(shè)的迅猛發(fā)展，以及電力技術(shù)的快速發(fā)展，城鄉(xiāng)用電需求急劇增加，高壓電力電纜在城鄉(xiāng)電網(wǎng)輸變電中的應(yīng)用越來越廣泛。高壓電力電纜是電網(wǎng)中重要的一次電力傳輸設(shè)備，它對電力負荷安全、穩(wěn)定運行發(fā)揮著重要的作用，高壓電力電纜具有線路路徑寬度較小、容易選擇線路路徑、可隱蔽埋設(shè)、不易受周圍環(huán)境和污染的影響、送電可靠性高等特點。高壓電力電纜作為電能輸送的一種新型形式，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，會涉及許多技術(shù)難題，如果高壓電纜在生產(chǎn)、施工、檢測等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題，在后期的運行中，由于復(fù)雜實際運行環(huán)境中各種因素的影響，最終會導(dǎo)致電纜運行故障，給人民的生產(chǎn)生活帶來嚴重的影響。這就要求我們必須了保證高壓電力電纜安全、穩(wěn)定、高效運行，仔細分析高壓電力電纜的故障原因，及時了解電纜的實際運行狀態(tài)，準確發(fā)現(xiàn)電纜中存在的安全隱患，從根本上避免事故的發(fā)生，保證電力供應(yīng)的正常、穩(wěn)定和安全。

2　高壓電力纜線故障分析

用于電力傳輸和電能分配的電力電纜稱為高壓電力電纜。目前廣泛應(yīng)用的是高壓聚合物絕緣電纜，其中交聯(lián)聚乙稀(XLPE)電纜具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)良、安裝維護方便等特點，它取代了傳統(tǒng)油紙電纜在中、低壓范圍內(nèi)的主導(dǎo)地位，并且在高壓、超高壓范圍內(nèi)幾乎與充油電纜的性能相當，被廣泛應(yīng)用于城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造項目中，成為今后電力電纜行業(yè)的主要發(fā)展方向。高壓電纜的制作材料一般都是是在專業(yè)、無塵的封閉車間一體化制造，各種參數(shù)指標要求嚴格，精度非常高。因此，從理論上講，電纜的可靠性、安全性都非常好，出現(xiàn)故障的概率也非常低。但在實際的生產(chǎn)中，由于的具體的生產(chǎn)狀況、工藝水平、設(shè)計施工、運行維護等問題，加之電纜的實際運行環(huán)境非常復(fù)雜惡劣，高壓電力電纜在運行過程中會遭受來自電、熱、水、光以及化學等因素的作用，從而產(chǎn)生和加劇自身的老化現(xiàn)象。此外，高壓電纜會容易遭受各種外部力量的破壞，導(dǎo)致其發(fā)生故障。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，所有的電纜故障中，外力破壞造成的故障占58%。工程施工導(dǎo)致的故障占12%，附件問題引發(fā)的故障占27%，電纜自身的質(zhì)量問題占3%。

2.1外力破壞導(dǎo)致的故障

由于電力電纜大多鋪設(shè)在城市道路中，在城鄉(xiāng)的建設(shè)與發(fā)展中，所需配套的各種電力電氣設(shè)備設(shè)施眾多，它們中很多都是通過埋入地下其進行保護，這些電力電氣設(shè)備被錯綜復(fù)雜的埋入地下，不僅承受著雨水甚至化學物質(zhì)的侵蝕，同時還承受著來自路面上方各種車輛及機械重物的壓力，有時候出現(xiàn)的路面坍塌，就會扯斷或者損傷線路。由于城鄉(xiāng)快速發(fā)展的需要，經(jīng)常會有新的來自市政建設(shè)、鄉(xiāng)村規(guī)劃、道路工程、通信工程、燃氣管道、自來水改建、街市綠化、地產(chǎn)建設(shè)等工程施工的影響，一些未經(jīng)審查的機械開挖，隨意施工很容易造成電力電纜的破壞。

究其原因，主要是：對于城市的規(guī)劃和施工，相關(guān)部門缺乏全局意識。市政建設(shè)往往是邊設(shè)計邊施工，導(dǎo)致大量的施工信息不能及時發(fā)布和共享；一線的施工人員只顧趕工期，違規(guī)釆用機械進行暴力開挖；工程主管部門的監(jiān)管不力，缺乏責任和法律意識。這些外力因素使得電纜在物理上得到破壞，從而導(dǎo)致故障的發(fā)生。

2.2不合理施工產(chǎn)生的影響

電纜在敷設(shè)的時候，由于施工人員施工不規(guī)范，在施工前沒能仔細調(diào)查施工環(huán)境，對原有鋪設(shè)管線的走向、附屬設(shè)施，以及材質(zhì)和管徑等情況沒有進行專業(yè)的考察與摸排分析，沒有嚴格按照施工設(shè)計圖紙施工，蒙混過關(guān)，偷工減料現(xiàn)象嚴重。種種不合理施工，使得電纜工程質(zhì)量不達標，給電纜的運行事故埋下隱患。比如：在電纜施工過程中，如果電纜本身長度不足時，就需要將兩段電纜進行連接，然而在對電纜進行連接時，往往會因為接頭的制作工藝缺陷、壓力不足、密封性差、接線水平低等問題，而導(dǎo)致絕緣被擊穿等故障。高壓電纜在敷設(shè)完成后，需要按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范填埋細土或細沙形成保護層，而一線的施工人員只顧趕進度，直接將混有各種石塊等硬物的雜土隨意覆蓋在電纜坑道內(nèi)，由于地面自然下陷加上地面重物的擠壓，帶有尖銳棱角的硬物會很容易刺傷電纜外護套，造成極大的安全隱患。而在纜線的安裝調(diào)試竣工驗收過程中，往往會因為對直流耐壓試驗工作不到位，直接造成電纜的接頭形成反電場，導(dǎo)致纜線接頭部位絕緣出現(xiàn)損破，在實際運行會發(fā)生嚴重的電纜安全事故。因此，必須對高壓電纜的安裝敷設(shè)工作加強監(jiān)管，對于容易出現(xiàn)問題的電纜頭制作，必須嚴格依據(jù)國家相關(guān)施工工藝流程進行施工，對于各個環(huán)節(jié)的施工工藝，必須嚴格按照國家相關(guān)技術(shù)標準及產(chǎn)品安裝調(diào)試技術(shù)要求組織實施，確保高壓電網(wǎng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟的高效穩(wěn)定運行發(fā)展。

2.3電纜自身質(zhì)量問題引起的故障

實際應(yīng)用中，電纜自身的質(zhì)量問題也是造成電纜故障的主要原因。優(yōu)良的制造工藝和技術(shù)水平是高壓電纜具有高質(zhì)量、高安全和高穩(wěn)定性的基礎(chǔ)保障。但在實際生產(chǎn)制造過程中，生產(chǎn)企業(yè)為了降低成本，或者是由于企業(yè)自身的技術(shù)、工藝以及設(shè)備問題，導(dǎo)致生產(chǎn)出的電纜出現(xiàn)絕緣偏心、絕緣層存在雜質(zhì)、屏蔽層厚度不均勻、屏蔽體之間出現(xiàn)突起、交聯(lián)度不均勻、纜線金屬護套密封性能不良等問題。而這些在生產(chǎn)制造過程中形成的質(zhì)量缺陷，會在實際的施工與運行過程中逐漸顯現(xiàn)出來，并且問題會越來越嚴重，最終形成故障，給高壓電纜的正常運行造成巨大的安全隱患。所以，必須建立起高壓纜線以及附件在生產(chǎn)制造、方案設(shè)計、工藝標準、施工流程、監(jiān)理規(guī)則、交接驗收等環(huán)節(jié)的技術(shù)標準與規(guī)范，以保證生產(chǎn)高品質(zhì)的高壓纜線以及建設(shè)高質(zhì)量的施工工程，從而從根本上解決由于電纜自身的問題而導(dǎo)致的事故。

2.4過負荷運行導(dǎo)致的故障

特高壓輸電和交流柔性輸電等新技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用于區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)，這些因素都促使電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，結(jié)構(gòu)也越發(fā)復(fù)雜。為了滿足巨大的供電需求，追求經(jīng)濟利益的最大化，大多數(shù)高壓電力電纜目前的現(xiàn)實狀況是過負荷運行，而且很多電纜在投入運行后很少有過維護。載流量是重要的電力電纜線路參數(shù)，高壓電纜突然出現(xiàn)過載，大量電流回流會導(dǎo)致輸電線溫度急劇升高，造成介質(zhì)發(fā)熱不穩(wěn)定，氧化降解反應(yīng)加劇，分子微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，各項性能指標大幅度下降。并隨著高壓電線網(wǎng)絡(luò)急劇擴散，高壓輸電線路將會因不堪重負而燒斷。尤其是在運行條件惡劣、散熱條件不好的環(huán)境下，高負荷運行的電纜會產(chǎn)生大量的熱量，電纜溫度會急劇上升，這會加劇電纜老化的速度，造成極大的安全隱患。這就要求我們必須建設(shè)科學合理的輸電網(wǎng)絡(luò)，加強管理，科學規(guī)范的進行電力調(diào)度，采用多種檢測技術(shù)，全方位檢測電網(wǎng)負荷，使其長期、穩(wěn)定、高效、安全的運行。

3　結(jié)語

電纜供電是目前普遍采用的一種供電方式，電力電纜作為電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它的安全穩(wěn)定運行，是國民生產(chǎn)生活的基本保證。高壓電纜已成為整個電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，為了確保供電可靠性，必須從電纜的生產(chǎn)制造、規(guī)劃設(shè)計、安裝調(diào)試、竣工驗收、運行維護等各個階段，采取實質(zhì)有效的措施，對高壓電纜進行精細化管理，全方位、多角度防止電網(wǎng)出現(xiàn)故障。同時，還應(yīng)引入先進的在線監(jiān)測技術(shù)設(shè)備和管理理念，加強電力高壓電纜的管理工作，建立相應(yīng)的巡查機制，及時對高壓電纜進行管理和維護。確保高壓電網(wǎng)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟、高效穩(wěn)定的運行發(fā)展。

[1]李浪.高壓電力電纜故障原因分析和實驗方法的研究[D].成都:西南交通大學,2013.

[2]陳漢.城市電網(wǎng)高壓電纜運維技術(shù)探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014(20)173

[3]王家俊.城市電網(wǎng)高壓電纜運維技術(shù)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014(32)70-71

郝雪峰（1981-），男，本科，助理工程師，主要研究方向：電氣工程及其自動化。