电缆故障原因分析及防范措施

电缆故障原因分析及防范措施

任甜

（国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030012）

摘要：伴随着配电电缆投运量的不断增加，电缆线路故障数量也在不断上升。相比于传统的架空线路故障，电缆故障具有隐蔽性强、故障点难以定位等特点，电缆故障的抢修也通常会持续更长的时间。因此，降低电缆故障率，是未来配电电缆工作的重心。

关键词：电缆；故障原因；防范措施

一、电缆故障原因

随着城市发展的不断推进，配电电缆在配电网建设及改造工程中所占的比重也在日益增加。配电电缆的使用，可以有效减少城市地面线路通道的占用，保证市容美观。同时，电缆线路本身也具有运行稳定，不受大风雷暴等恶劣天气影响，载流量大等特点。随着配网运行稳定性、线路负载能力等方面的要求不断提高，在配网运检工作中，配电电缆必将占据更加重要的地位。

配电电缆故障成因主要有以下几个方面：1.电缆本体质量缺陷，主要为出厂电缆本体和电缆附件质量不合格导致的故障；2.电缆施工质量缺陷，主要为电缆中间接头、终端头制作工艺不合格导致的故障；3.外力破坏，主要为电缆被盗、野蛮施工开挖或是交通事故导致的电缆故障；4.运行维护不当，主要为电缆过负荷运行、电缆沟进水等环境问题导致的电缆故障。现就工作中遇到的几起电缆故障进行分析。

二、电力故障案例及防范措施

1.电缆本体质量缺陷案例及防范措施

事故经过：某日工作人员接调控中心通知，某10kV线路速断动作跳闸，重合闸停用。班组立即组织故障查线，经检测，确认10kV线路#1线#1环网柜开关至10kV开闭所进线开关间电缆绝缘损坏。

故障分析：根据交联聚乙烯电缆的老化机理，在潮湿、污秽的绝缘介质表面会流过泄漏电流，在电流密度较大处会先形成干燥带，电压分布随之不均匀，在干燥带上分担较高电压，从而会形成放电小火花或小电弧。此种放电现象会使绝缘表面过热，局部炭化、烧蚀，形成漏电痕迹，漏电痕迹的持续发展可逐渐形成沿绝缘表面贯通两极的放电通道。

本次故障点位于对接头本体与外半导电体搭接部分，结合本次故障点解剖情况，以及非故障相的解剖情况，本次故障应是以下两点原因造成：（1）由于故障相烧毁严重，无法有效分析，通过解剖非故障相，发现非故障相爬电已经相当严重。在潮湿、污秽的环境中，由于密封不良，绝缘表面有泄漏电流通过，经过长期的放电，在电缆的绝缘表面形成局部炭化，生成炭黑通道，降低电缆的绝缘厚度，当该绝缘不足以承受工作电压时，即会发生电缆故障。所以此非故障相附件密封性存在隐患，由此可以推断故障相附件的密封性也存在同样隐患。（2）电缆接头附件长度为375mm，两端的应力锥附着于电缆的长度为31.5mm，而安装尺寸要求附件搭接外半导电体30mm。这意味着附件的应力锥距离外半导体端口只有1.5mm，无法对端口处产生突变的轴向场强起到有效的屏蔽作用。而轴向电场对电缆具有破坏作用，随着运行时间的延长，形成放电小火花或小电弧，使绝缘表面过热，局部炭化、烧蚀，形成漏电痕迹，漏电痕迹的持续发展可逐渐形成沿绝缘表面贯通两极的放电通道，直至产生故障。

因此电缆附件的密封性不良，产生泄漏电流；厂家安装图指导尺寸有误，对电缆的轴向电场没有很好的屏蔽，产生放电通道，以上两点是造成此次故障的主要原因。

防范措施：（1）加强设备招标管理，在电缆及其附件等设备的招投标框架内，推广使用优质名牌产品，高度重视运检单位上报的产品质量事件，加强厂家的质量跟踪工作。（2）加强安装人员及现场监督人员的职业技能培训，持证上岗，提高现场工作人员的技术水平；施工单位提供现场关键环节或隐蔽处的图片资料；加强中间验收、投运前验收把关；建立安装单位质量跟踪体系；具有资质的安装单位进入某一地域施工时，该地域运行单位应为其安排必要考试。（3）加强运行维护、巡视责任心、巡视力度，发现问题及时上报、及时处理，避免造成事故扩大；运用检测手段，特别是红外成像仪以及局放仪的使用，及时发现缺陷，对于老化设备及时上报配网改造。

2.电缆施工质量缺陷案例及防范措施

事故经过：10kV某开关过流I段保护动作，事故跳闸，全电缆线路重合闸停用。故障巡视发现该线#9环网柜—#11环网柜间电缆故障。通过运行方式调整隔离故障后，10kV#9环网柜前段送电正常。

故障分析：对故障段电缆击穿中间头进行解剖，发现该段电缆所有3个中间头全部存在问题，1个中间头击穿，2个中间头高阻故障，具体分析如下：中间头所处电缆井内环境较好，不存在积水现象；明显故障为中间头应力锥位置击穿，应力锥内部不存在进水现象；半导电表面本体缺陷未做任何打磨处理，半导电层断口不平整，也未做任何处理，与绝缘层未形成圆滑过渡（主要原因）；内半导电层施工工艺存在较严重问题，完全不符合施工标准，使电缆存在重大隐患，其他高阻故障中间头都存在较严重局放现象（主要原因）。

综上所述，该故障为严重施工工艺质量问题所造成。

防范措施：（1）部分施工单位施工工艺存在严重质量问题，电缆中间头制作未按照标准工艺执行，从而导致电缆设备存在安全隐患。对此应在电缆设备投运前，严格开展电气试验，及时发现质量安全隐患，确保电缆设备零缺陷投运。（2）加强运行电缆的巡检工作，及时发现电缆运行过程中存在的安全隐患。（3）针对施工队伍施工工艺质量问题，定期组织技术培训；严格按照标准化要求验收，加强资质审查和考核力度，杜绝此类事件再次发生。

3.电缆外力破坏案例及防范措施

事情经过：10kVⅠ段母线B相单相接地，通过判断接地点在某10kV线上。10kV线上通过试拉开关分段查找，判断故障点为3#环网柜电缆故障。调整运行方式，隔离故障点，3#环网柜富都线后段由另一条10kV线倒供。

故障分析：根据现场查找判断，最终确认故障原因为市政道路开挖过程中，挖机挖破电缆。

防范措施：外破事故是电缆故障率居高不下的一个重要原因，做好以下三个方面就能有效减少此类事故的发生：（1）加强电缆通道附近施工项目的监控。对电缆通道附近存在大型吊车、挖掘机、压路机等机械的施工地段，应安排工作人员加强巡视，向施工单位发布电力通道危险源告知书，签订施工安全协议，增加施工地段的监视力度，减少此类外破的发生。（2）做好电缆标志桩的维护工作。对电缆线路，地面应有反映其走向的电缆标志桩。对于遗失磨损的标志桩，应及时补齐。标志桩附近有施工项目的，应对标志桩采取加亮、加装警示牌等醒目措施，可有效防止开挖外破事件。（3）加强外力破坏事故的追责力度，与公安部门、市政施工部门设立联系通道，确保外破事故的责任单位及时进行赔偿，对各市政施工单位定期开展施工安全教育。

4.运行维护不当案例及防范措施

事故经过：某10kV开关过流I段动作跳闸，重合不成。查变电所至#1杆之间电缆故障。现场已拆开#1杆搭头，后段送电。

故障分析：应力锥部分防水胶带裹了1-2层，不能有效阻水，电缆进水，引起的电缆击穿。

防范措施：（1）绕包防水带必须满足规定的层数进行半重叠绕包，至少4层以上。（2）在电缆进入高压柜处用环氧树脂隔板先将入口大致封堵，再用油泥将细小空隙严密封堵，做到封堵牢靠，隔板和油泥连接牢靠不留缝隙。（3）选择电缆时，必须选择质量好的产品。由于绝缘中的杂质、气孔等是水树发生的起点，因而电缆质量的好坏对防止水树老化至关重要。（4）加强大雨暴雨天气巡视力度，在天气预警时，及时巡视积水倒灌隐患点，做好防汛工作。

三、总结

随着配电网建设的不断扩大，电缆线路的不断覆盖，架空线路、电力电缆、环网柜等配电网中的各个元素，其中任意一个留下隐患，造成的后果都是不堪设想的。希望通过故障分析，我们能吸取经验教训，举一反三，防止类似事故再次发生，并通过加强业务学习，加强验收监督，能发现更多的细小问题并把它们消灭在萌芽中，同时，也希望施工单位可以引起重视，为企业的声誉乃至整个社会的利益着想，共同为我们电力系统的安全运行打下坚实的基础，真正保证供电的可靠性。

参考文献：

[1]国家电网公司电力安全工作规程（配电部分）.