10kV电力电缆故障分析与对策.pdf

14上海电气技术2023,16(3)10 kV电力电缆故障分析与对策吴金安徽新亚特电缆集团有限公司摘要：从线路温度过高引发断线、绝缘故障、单相接地故障、过电流保护缺陷性故障、接地系统故障等方面对1 0 kV电力电缆运行过程中的常见故障进行了分析，并提出有效对策，包括电力电缆绝缘性能定期检测、对运行负荷和温度进行检测、做好清洁和防雷、做好短路和断路的维护处理。关键词：电力电缆；故障；分析；对策中图分类号：TM247Abstract:The common faults during lo kV power cable operation were analyzed from the aspectsof circuit break caused by circuit overtemperature,insulation fault,single-phase ground fault,over-current protection defect fault and grounding system failure.Meantime,the effective solutions wereproposed including insulation property regular test of power cable,operation load and temperaturetest,cleaning and lightning protection,maintenance on short circuit and open circuit.Keywords:Power Cable;Fault;Analysis;Solution安徽芜湖月2 38 331文献标志码：B文章编号：1 6 7 4-5 4 0 X(2023)03-014-04面局部温度持续升高的情况，最高温度将达到8 0 1分析背景150，电缆的接口处会出现烧黑、烧断的情况。这随着人们在生产和发展过程中对于电力能源的种故障的发生通常情况下都与供电线路运行负荷超需求持续增加，在大规模供电需求背景下，供电方式载或电缆接口处导线衔接工艺不良有密不可分的关也发生了翻天覆地的变化。目前，大规模电力电缆系。一方面，电缆在运行过程中局部负荷量较大，尤敷设已经从根本上取代了传统的架空线路。研究显其是在用电高峰期，电力电缆实际运行电流很可能示，1 0 kV配网电力电缆线路目前在我国供电工程大于标准额定值，由此会引发电力电缆接头处电阻中的占比相比架空线路大幅提高。然而，电力电缆值局部升高，在电阻值长期升高的情况下，就会出现的使用规模持续扩大，电力电缆在运行过程中发生电缆发热，严重降低电力电缆运行过程中的机械性故障的频率也不断提高。大多数1 0 kV电力电缆都能。另一方面，许多电力电缆在接口处的处理工艺埋设在地下，这种埋于地下的供电方式为后续运营管并不完善，接口区域采用质量不过关的并勾线夹进理工作增加了一定难度。分析1 0 kV电力电缆在运行衔接处理，在这种情况下，随着电流不断增大，大行过程中的常见故障问题，并找到解决故障问题的优电流通过会导致电缆接口处由于接触面积相对较小化对策，成为确保电网安全稳定运行的关键。而发生电缆发热，进而导致电缆衔接处的局部电阻值不断升高，在长期高温作用下，最终引发电缆烧焦2温度过高引发断线或断线。10kV电力电缆在运行过程中输送功率大，如3绝缘故障果在长期运行条件下缺乏对于电力电缆的维护和保养，那么很有可能在集中供电高峰时期出现电缆表收稿日期：2 0 2 3-0 1作者简介：吴金（1 9 8 6 一），男，本科，工程师，主要从事电线电缆制造工作电力电缆在运行过程中，绝缘设备是保护电力2023,16(3)线路安全的一道屏障。许多电力电缆都会受到架设区域自然环境和气候条件的影响，在降雨量相对较大的时期，由于水分人侵终端，导致电力电缆的保护层出现一系列故障问题。1 0 kV电力电缆在接口区域的绝缘密封条件没有达到标准规定，或者电缆在端口处的绝缘安装结构不恰当，都有可能导致在长期降雨或外界空气湿度较大的情况下出现电力电缆内部进水受潮。电力电缆在制作过程中，自身使用的材料防潮性能相对较差，或者在电力电缆的金属保护套绝缘口处存在施工裂缝、衔接不紧密等工艺质量瑕疵，都有可能使电力电缆受到外部水分腐蚀。电力电缆的金属保护套绝缘区域受到外力作用带来的影响，或者长期埋设在土壤中受到化学腐蚀，也都有可能引发绝缘故障。4单相接地故障10kV电力电缆在运行过程中发生单相接地故障的原因可以概括为四个方面。第一，配电线路系统中的配电变压器故障，或电力电缆表面的绝缘保护层出现损坏，都有可能会引发单相接地故障问题。单相接地故障如图1 所示。第二，电力电缆运行过程中受到地壳运动的外力挤压，或因极端气候条件造成的影响，有可能导致电力电缆的连接导线扯裂，在扯裂之后与大地之间相连接，引发单相接地故障。第三，电力电缆与绝缘设备之间的衔接不够紧密，或者固定施工工艺存在瑕疵，有可能导致运行过程中电力电缆的连接导线出现脱落，引发单相接地故障。第四，不同电力电缆铺设区域的植被覆盖条件及地理环境差异性极大，在电力电缆敷设过程中，植被或其它杂物的影响会触碰到电力电缆的连接导线，从而引发单相接地故障。ABCN一非故障相充电电流接地点故障相放电电流故障相总电流图1 单相接地故障电力电缆的连接导线衔接区域存在衔接不当的上海电气技术问题，变电站的母线互感器所传出的电流会由于零序电流的作用而持续增大，如果不能及时排查出故障区域并采取相应的处理措施，互感器设备也会出现严重故障，甚至还会引发大面积停电事故。单相接地故障还会产生局部谐振过电压，在谐振过电压持续升高的情况下会反作用于系统的绝缘设备及变压器，使系统的绝缘设备无法承受谐振过电压，随之出现工作故障。更为严峻的是，如果电力电缆的连接导线由于切断而直接接地，在人员密集的区域，还容易引发严重的人员电击安全事故，造成不可挽回的损失。5过电流保护缺陷性故障对于1 0 kV电力电缆而言，目前电力电缆架设的规模不断扩大，存在供电距离相对较长、供电负荷量相对较大的特征。在长期高负荷运转作用下，1 0kV电力电缆最为末端的两相短路电流会减小，导致电力电缆运行过程中最大负荷电流持续高于末端短路电流，从而引发过电流保护灵敏性降低的问题。为了有效解决这一问题，需要在电力电缆架设过程中根据运行负荷选择适配性相对较高的过电流保护灵敏装置，并且在后续增加保护电路的1 0 kV跌落式熔断器设备，根据电力电缆的最大负荷量设置额定电流，一旦电流过负荷，则自动切断。6接地系统故障接地系统是确保电力电缆运行过程中安全、稳定的最为关键组成部分。电力电缆接地系统主要由接地箱设备、接地保护层设备、交叉互联箱设备、保护器设备等组成。在运行过程中，接地系统是最容易出现故障的系统，最为常见的故障是接地系统中接地箱体结构非故障线路密封性不严，在空气湿度过高或雨天条件下出现水流侵蚀现象，导致电力电缆出现多点接地故障，使金属保护层的感应电流持续增大。除此之外，在运行故障线路过程中，也可能会由于绝缘保护层、保护器参数和规格与1 0 kV电力电缆不匹配，或者在安装过程中采用的金属氧化物晶体结构质量不过关，引发保护设备故障。7对策与措施7.1电力电缆绝缘性能检测通常情况下，1 0 kV电力电缆铺设过程中需要1516考虑电力电缆的整体运行功能及分类，这就要求在安装过程中根据电力电缆的使用特性，制订日常电力电缆绝缘检测工作计划和顶层设计方案，通过定期对绝缘系统检测和管理，避免绝缘设备在运行过程中由于衔接不紧密或受到外力冲击而出现故障。尤其是针对电力电缆运行过程中的薄弱处，更要从根源上杜绝安全事故。维护人员应当在后期的定期检测管理中，着重对电力电缆表面金属保护层的绝缘性能进行检测。在检测过程中，如果发现电力电缆金属保护层出现裂缝、漏洞等问题，就要及时对电缆进行更换或维护，确保电力电缆在运行过程中的绝缘性能。7.2运行负荷及温度检测在电力电缆运行过程中，还要注重对电力电缆日常运行负荷的监控和动态检测。电力电缆在运行过程中能够接受的最大负荷量就是满足电缆横截面条件的最大通过电流，而在实际运行过程中，如果一直按照与电缆横截面相匹配的最大电流运行，必然会造成电力电缆出现故障或局部断线问题。尤其是年代较为久远的电力电缆架设区域，在长期高负荷工作状态下，电力电缆的安全事故发生概率将会持续提高。对此，在电力电缆检测过程中，需要采用传感器设备、仪表辅助设备，以及通过人工定期检测的方式，对电力电缆的运行局部负荷进行动态监控，随时获取电力电缆运行过程中的线路负荷。可以通过架设温度传感器，应用后台管理中心，对电力电缆运行过程中的温度进行动态跟踪，确保电力电缆运行过程中的温度始终处在核定范围内。一旦电力电缆运行过程中的温度超过了安全标准，就需要安排检修人员对电力电缆进行检查，避免引发更大范围的停电事故。7.3电力电缆架设区域清洁和防雷我国南北方地区的气候条件和区位条件差异性较大，不同架设区域的电力电缆也会受到不同外界环境因素的影响。对此，电力公司在运维管理工作中应当根据当地的区位条件及环境状况，对电力电缆进行日常清洁和维护工作。需要对电力电缆进行定期清扫，严格按照国家规定的相关制度标准，对电力电缆进行维护。尤其是要重点清洁电力电缆架设设备中的绝缘子细节位置，避免绝缘子由于灰尘或其它杂质污染出现故障问题。对于一些扬尘天气较为频繁的区域，还应该适当缩短电力电缆架设设备清扫维护周期，避免表面堆积过多的尘土，从而引发上海电气技术绝缘子散落问题，同时保障电力通道内部不会由于雨水堆积受到影响。在我国沿海区域，经常会发生暴雨和台风天气，10kV电力电缆在运行过程中也会受到雷击和暴雨带来的影响，由此，防雷工作是确保电力电缆运行安全性的关键措施。通过在电力电缆周边安装避雷器，避免雷雨天气下电力电缆的运行安全性受到影响。电力电缆安装避雷器如图2 所示。在雨水较为集中的季节，还应该安排专人进行巡线，特别要注意对电力电缆的连接导线衔接区域及绝缘子区域进行检测，一旦发现在雷雨天气出现放电现象，就要立刻进行应急处理。图2 电力电缆安装避雷器7.4短路和断路问题维护处理短路和断路是电力电缆在运行过程中最为常见的故障，通常情况下，短路和断路区域都会存在较为明显的电力电缆损伤，因此，在1 0 kV电力电缆的运行过程中，无论是针对架空电力电缆，还是针对地下铺设电力电缆，都必须要做好日常维护监测工作。需要对电力电缆的运行负荷进行动态监测，确保电力电缆的运行负荷始终处在规范范围内。注重对电力电缆表面金属保护层的腐蚀状态进行定期检测，观察金属保护层是否存在瑕疵，并确保金属保护层的绝缘性能。相关部门应当进一步完善电力系统法律法规，严厉打击不法分子恶意破坏电力电缆的行为。在电力电缆架设和安装之前，还要注意选择质量过关的导体结构、屏蔽层设备、绝缘设备、保护层设备。电力电缆的整体运行性能取决于导体的电导水平，因此，应当从市场中选择质量上乘的电力电缆及配套设备，并做好对线路导体、绝缘设备、保护层的人库质量检测工作。(下转第31 页）2023,16(3)2023,16(3)最后通过应用网络、终端、备份、审计等各种先进数据保护技术，在保障数据安全的同时，将对研发业务的影响降到最低。在网络边界维度，企业将核心业务数据与办公数据隔离，设置隔离区，外围部署防火墙、防攻击设备等，用于网络安全防护，将研发网、办公网、访客网隔离，对网络接入进行准人和审计管理，防范网络层面的攻击、数据篡改和泄漏风险。在终端管理维度，在网络准入和数据隔离的基础上，应用桌面终端安全管理软件对终端设备进行身份认证，并进行加解密、外设存储设备、邮件、水印等管理，防范终端数据泄漏风险。在应用系统维度，通过设计和仿真云平台实现设计和仿真数据的云端集中管理，通过产品生命周期管理系统实现研发数据的集中管理，通过开发虚拟化平台实现开发测试环境的集中管理，通过共享系统实现研发团队数据的集中管理，由此在保障数上海电气技术据安全的同时大大提高研发数据的共享效率。在数据存储维度，安全可靠的数据备份管理体系是保障研发数据安全的底线。企业通过数据备份管理系统对各类研发数据进行自动备份，定期开展数据备份恢复测试，以保障备份数据的有效性和可靠性。6结束语笔者结合企业数据安全保护技术和研发型企业数据安全保护特点，研究了研发型企业数据安全保护路径，并从网络边界、终端管理、应用系统、数据存储维度对数据安全保护措施进行系统性介绍，为研发型企业数据安全保护工作提供参考。参考文献1颜清华.电力企业信息化建设中数据防泄漏技术的应用J .电子技术与软件工程，2 0 18（2 0）：19 4-19 5.31(编辑：尔东）（上接第16 页）通讯世界，2 0 18,2 5(11）：2 2 0-2 2 1.8结束语4 罗慰.10 kV电缆故障分析及运行维护技术分析 J.随着国家经济的建设和发展，10 kV电力电缆低碳世界2 0 18,8(10)：6 0-6 1.5 丁国峰，邬程欢，王扬，等.10 kV电力系统三相电能计量已经在我国得到了广泛应用。针对10 kV电力电装置接线方式的讨论.上海电气技术，2 0 19,12(1）：3 9-缆在运行过程中的常见故障，应当进行常态化温度41,53.和负荷监测，注重电缆设备的绝缘处理，及时排查短6 陈耀孙.对10 kV电缆故障及运行维护措施研究分析 .路和断路，做好电力电缆的清洁及防雷保护工作，并科技视界，2 0 17(13)：9 6.且做好电力电缆日常维护和管理工作的顶层设计方7 李乾飞.3 5 kV变电站设计中的注意事项 J.上海电案，通过定期巡线监测，配合智能化跟踪监控系统，气技术，2 0 17,10(4)：3 9-4 0.确保电力系统的安全稳定运行。8 王志新.试析配电网故障抢修效率的提升策略 J.电子制作，2 0 15，2 3（3)：16 3.参考文献9 王士兴，张利刚.基于电力瞬时失压对低压变频器的影1李杨.浅析10 kV电缆故障及运行维护措施 J.农村响及预防 J.化工管理，2 0 16（17）：2 8 9.电气化，2 0 2 2(10）：8 8-8 9.10孟昭显，胡晓黎，戴卫华，等.高压电缆故障分析及其状2 黄建文，于淼.探讨10 kV电缆故障分析及运行维护技态检测技术 J.电子测试，2 0 18，3 2（2 0）：10 2 10 3，术 J.电子测试,2 0 2 1,3 5(18)：9 8-10 0.111.3 杨健.10 kV电缆故障分析及运行维护技术探讨 J.（编辑：丁罡）