陳申宇 沈　超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

基于四維度因子分析的電纜試驗(yàn)策略研究

陳申宇 沈超

（廣州供電局有限公司荔灣供電局，廣東 廣州 512000）

本文通過(guò)對(duì)10kV配網(wǎng)交聯(lián)乙烯電力電纜故障的主要來(lái)源的簡(jiǎn)述，介紹了某供電局電纜振蕩波測(cè)試現(xiàn)狀，在面對(duì)大數(shù)量測(cè)試對(duì)象和有限試驗(yàn)數(shù)量的矛盾分析，以問(wèn)題為導(dǎo)向?yàn)樵瓌t，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)方面，提出了四維度方式的試驗(yàn)策略，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，印證其有效性。

電纜振蕩波；四維度因子；絕緣損壞

目前，我國(guó)10kV配電網(wǎng)交聯(lián)乙烯電力電纜故障主要來(lái)源為絕緣損壞，傳統(tǒng)的方式只能是在電纜制作工藝和產(chǎn)品質(zhì)量階段把關(guān)，對(duì)于運(yùn)行中的電纜絕緣狀況的檢測(cè)應(yīng)用較先進(jìn)的技術(shù)手段是OWTS，即電纜振蕩波測(cè)試系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用中，在非浸水性缺陷方面的發(fā)現(xiàn)率上也得到了大量的實(shí)例證明，但是對(duì)于測(cè)試對(duì)象為大數(shù)量電纜時(shí)，如何利用有效的測(cè)試人力資源，提升電纜絕緣缺陷發(fā)現(xiàn)率，研究電力電纜試驗(yàn)策略是非常必要的。

1.大型城市電纜測(cè)試現(xiàn)狀

某供電局管轄一大城市中的老城區(qū)的電力設(shè)施，配網(wǎng)供電線路以交聯(lián)乙烯電力電纜為主、電纜走廊環(huán)境復(fù)雜、電力設(shè)備投運(yùn)年限較長(zhǎng)等等。2013年～2014年所有停電故障原因進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

從表1中可以看出絕緣損壞故障約占全年60%的比例，可見(jiàn)電纜絕緣故障問(wèn)題已經(jīng)相當(dāng)突出。

2.四維度電纜振蕩波試驗(yàn)策略

2.1以問(wèn)題為導(dǎo)向的四維度電纜振蕩波試驗(yàn)策略

該供電局在2009年開(kāi)始引進(jìn)10kV電纜振蕩波試驗(yàn)技術(shù)，到2013年已形成一套相對(duì)成熟的配套規(guī)范，但是供電可靠性以及人員的約束情況依然存在，一年最多測(cè)試180條，而該轄區(qū)電力電纜高達(dá)數(shù)萬(wàn)條，因此經(jīng)過(guò)研究提出了四維度因子分析策略。

2.2四維度因子分析

四維度因子分析將故障電纜共性以及供電影響程度統(tǒng)一進(jìn)行考慮，研究決定測(cè)試對(duì)象優(yōu)先程度的重要因子，進(jìn)行原因分析，具體如下：

（1）特殊時(shí)間段投運(yùn)的電纜

某供電局2013～2014故障電纜的投運(yùn)時(shí)間見(jiàn)表2。

2009之后投運(yùn)電纜占比85%以上，分析原因主要為2009年之后大范圍開(kāi)始使用冷縮終端頭或中間頭，相對(duì)以前熱縮電纜頭，依靠自身材料收縮進(jìn)行密封，密封性、防水性以連續(xù)性均有所下降，同時(shí)新產(chǎn)品使用期制施工人員初作工藝不高，以上種種因素埋下了許多潛在絕緣缺陷。

（2）供電可靠性影響大的電纜

變電站每條出線電纜提供整條饋線的負(fù)荷，一旦發(fā)生故障將導(dǎo)致整條饋線停電，而主干線故障會(huì)丟失大部分負(fù)荷，嚴(yán)重影響了供電可靠性，同時(shí)由于站出現(xiàn)電纜或主干線投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)，已進(jìn)入到絕緣故障易發(fā)階段，當(dāng)優(yōu)先測(cè)試。

（3）家族性缺陷的電纜

根據(jù)電纜接頭保質(zhì)期，一般新投運(yùn)的電纜接頭在非異常施工工藝的情況下，2～3年內(nèi)不會(huì)發(fā)生絕緣故障，對(duì)2011～2012年所有故障接頭分析發(fā)現(xiàn)，A品牌電纜接頭連續(xù)4次在投運(yùn)半年至一年時(shí)間出現(xiàn)絕緣故障，情況異常，可能存在家族性缺陷，需要考慮優(yōu)先測(cè)試。

表1　某供電局2013～2014年故障原因分類(lèi)統(tǒng)計(jì)表

表2　 2013～2014年故障電纜投運(yùn)年份統(tǒng)計(jì)

表3　電纜站出線及主干線投運(yùn)年份及長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)

（4）電纜越長(zhǎng)且接頭多的電纜

根據(jù)施工情況以及電纜一般長(zhǎng)度，超過(guò)150m距離時(shí)就可能進(jìn)行電纜中間接頭駁接，供電長(zhǎng)度越長(zhǎng)電纜中間接頭越多，根據(jù)概率論相關(guān)理論，一個(gè)電纜中間接頭出現(xiàn)故障的幾率假設(shè)是一定的，有多個(gè)中間接頭的電纜，出線故障的概率會(huì)逐級(jí)累加，從而概率大大提升。

2.3利用四維度因子制定測(cè)試策略實(shí)例

試驗(yàn)策略制定通過(guò)上述4個(gè)重要因子的分析，對(duì)某供電局所有電纜情況從這個(gè)4個(gè)維度進(jìn)行劃分，得到表3。

從表3可見(jiàn)站出線2009年之后且長(zhǎng)于150m的電纜條數(shù)為97條，不足150m的為3條，主干線2009年之后投運(yùn)且長(zhǎng)于150m的電纜條數(shù)為292條，不足150m的為122條。

通過(guò)上述的統(tǒng)計(jì)以及四維度原則的考慮，結(jié)合全年能夠開(kāi)展試驗(yàn)180條的數(shù)量，得到如下試驗(yàn)策略：

站出線2009年之后且長(zhǎng)于150m的電纜條數(shù)為97條；

使用A品牌電纜中間頭的電纜有13條；

按長(zhǎng)度選取主干線2009年之后投運(yùn)且長(zhǎng)于150m的電纜條數(shù)為57條；

按上述順序以每月15條的進(jìn)度開(kāi)展試驗(yàn)，其中每項(xiàng)再按長(zhǎng)度由長(zhǎng)到短進(jìn)行開(kāi)展試驗(yàn)。

3.四維度試驗(yàn)策略的應(yīng)用情況

通過(guò)一年的時(shí)間，按照上述策略開(kāi)展試驗(yàn)，共發(fā)現(xiàn)缺陷電纜10條和隱患電纜11條，即減少了10次電纜絕緣故障，有了大幅度地提升，效果顯著。以下為某電纜測(cè)試情況。

3.1某電纜測(cè)試情況

某試品電纜長(zhǎng)度為702m，型號(hào)為YJV-3*300mm2-8.7/15kV，運(yùn)行時(shí)間3年，運(yùn)行環(huán)境干燥良好，分別在650m處有電纜中間接頭，全年平均負(fù)載率為70%，最大時(shí)為89%，測(cè)試局放分布圖，如圖1所示。

從圖1中可以看出三相在575m左右的位置局放集中，且超出標(biāo)準(zhǔn)值，初步判斷為缺陷電纜，絕緣缺陷位置為575m左右，根據(jù)路徑測(cè)量發(fā)現(xiàn)此處果然存在中間接頭，在進(jìn)一步核準(zhǔn)后，對(duì)該電纜中間接頭進(jìn)行解剖如圖2所示。

由圖2可見(jiàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)解剖情況，發(fā)現(xiàn)大部分中間頭均出現(xiàn)明顯放電通道。也都是由于施工單位不嚴(yán)格遵守電纜接頭施工方案施工，或施工關(guān)鍵點(diǎn)控制不足，在中間接頭絕緣材料與半導(dǎo)體之間形成了不合理的電場(chǎng)分布，加上金屬壓接管沒(méi)有完整打磨導(dǎo)致形成尖端放電，電離的銅離子因不均勻的電場(chǎng)力引向久而久之在形成的電樹(shù)枝放電通道里，形成局部放電加速了絕緣惡化，這些都是導(dǎo)致局放的原因。

［1］肖登明.電力設(shè)備與在線監(jiān)測(cè)與故障診斷［M］.上海：上海交通大學(xué)出版社，2005.

［2］夏榮，趙健康，歐陽(yáng)本紅，等.阻尼振蕩波電壓下110kV交聯(lián)電纜絕緣性能檢測(cè)［J］.高電壓技術(shù)，2010，36（7）：1753-1760.

［3］唐嘉婷，張皓，李上國(guó)，等.振蕩波局放檢測(cè)設(shè)備在10kV電纜局放測(cè)試中的應(yīng)用［A］.全國(guó)第八次電力電纜運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集［C］.2008年9月.

［4］張皓，唐嘉婷，張立志.振蕩波測(cè)試系統(tǒng)在電纜局放測(cè)試定位中的典型案例分析［A］.全國(guó)第八次電力電纜運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集［C］.2008年9月.

［5］馮義，劉鵬，程序，等.OWTS振蕩波電纜局放檢測(cè)和定位技術(shù)基本原理研究［A］.全國(guó)第八次電力電纜運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集［C］.2008年9月.

O212

A