探究10kV电缆分接箱常见故障分析及应对方案

探究 10kV电缆分接箱常见故障分析及应对方案

邓国洪

广东电网东莞长安供电局 广东东莞 523000

摘要：分接箱是10kV电缆分接、支接、转接、续接的重要装置，其安全性能直接影响着10kV电缆的运行状态。研究主要从绝缘和接线两部分出发，分析10kV电缆分接箱的常见故障类型，确定其关键致因。在该基础上利用组网式在线监测系统，准确判断10kV电缆分接箱运行状态，针对故障信息快速开展现场检修及故障处理，望为10kV电缆运维管理工作提供相应参考。

关键词：10kV电缆；分接箱；故障分析；监测；处理

为进一步提升输配电稳定性，保障电能使用效益，我国10kV电缆中开始大量使用分接箱进行转换及分接。该装置不仅可以将分支线可靠接入主干线，还能够完成电缆截面的转换，降低10kV电缆中的电能损耗，具有非常高的实用价值。受绝缘设计、施工工艺、运维管理等影响，10kV电缆分接箱容易出现过热氧化、绝缘老化及闪络击穿，在一定程度上限制了其运行性能，必须结合现场故障情况对症下药，以全面提升输配电的安全效益和经济效益。

1 10kV电缆分接箱常见故障分析

1. 1. 故障类型

从本地区电网2021年10kV电缆分接箱故障情况统计结果来看，现阶段10kV电缆分接箱故障主要表现在绝缘（52.8%）和接线（38.6%）两个方面，其中：

1. 绝缘问题既包括由积尘潮湿引起的接线闪络、凝露腐蚀等，也包括由过流过压引起的护套老化、高温灼烧等，是影响10kV电缆可靠性系数的关键。本地区电网中10kV电缆分接箱投入使用年限超过5年的在2/3以上，存在明显积尘老化和电压波动。在使用过程中许多10kV电缆分接箱均存在明显得内部凝露，部分甚至接头处出现电晕、积碳点，长此以往，必将造成严重的绝缘问题，引起10kV电缆分接箱损毁或区域输配电中断。

（2）接线问题主要为10kV电缆分接箱线路设计不合理导致的电压异常、电流异常、潮流波动等。一般10kV电缆分接箱接入时，必须根据10kV电缆设置状况和区域用电情况做好接入点的选择、接线方式的设计等。同时，还要根据10kV电缆分接箱施工标准做好箱体定位、接头连接及性能测试，保证各部分均符合10kV电缆运行的安全性、可靠性和稳定性指标，否则将直接引起接线不当造成的局部放电，致使电能损耗加剧。

1.2 影响因素

从内部因素和外部因素对10kV电缆分接箱的常见故障情况进行分析，可以发现环境因素、技术因素、运维管理是影响其安全性能和可靠系数的关键，如表1所示。

表1 10kV电缆分接箱故障的关键致因

2 10kV电缆分接箱故障检测及处理

按照10kV电缆分接箱的故障类型及影响因素，在其运维管理工作中必须加强现场监测和防控处理，利用在线监测技术和应急处置预案，早发现、早预防、早处理，实现10kV电缆运行效益的全面优化。

2.1 在线监测

基于组网式10kV电缆分接箱在线监测系统构建过程中应利用好温度采集装置、电流监测装置、高压带电检测装置等，配合GPRS定位，快速实现10kV电缆接线箱故障信息的整合，如图1所示。

图1 基于组网式10kV电缆分接箱在线监测系统架构

1. 数据采集。为保证10kV电缆分接箱温度数据、电压数据、电流数据等采集的可靠性、准确性和有效性，本系统中主要采用高精度电压/电流传感器和表带式电缆接头测温传感器作为前端装置，分别置于分接箱内侧，配置防护外壳，可快速获取接头温度变化情况、接线电流/电压值、带电情况及故障电流类型，是10kV电缆分接箱故障类型的主要判据。

2. 通信传输。利用局域网和无线网实现数据的传输，并配合电线将采集到的电压数据及电流数据输送到MSP430处理器中。上述传输中MSP430处理器采集到指定数据后，利用GSM模块将打包好的数据通过无线传输形式发送到主控制台中，实现下位机到上位机的数据输送。

3. 数据处理。主控制台中按照温度值情况、过流情况、带电情况逐步进行测试，判断信号是否异常，配合声光报警和可视化图像，快速展示，以确保人员能够实时监测10kV电缆分接箱运行情况，及时发现10kV电缆分接箱安全隐患。该过程中通过串口接收的数据传输到Labview平台中后，按照温度阈值判断分接箱内是否过热；若无问题，再按照电流阈值判断线路电流是否正常；若无问题，再检测掉电状态，判断带电情况，逐层深入，准确查找10kV电缆分接箱故障风险，实现其运行状态和故障情况的实时监测和全面检查。

2.2 处理方案

（1）全面把握工艺质量。10kV电缆分接箱故障处理时可根据基于组网式在线监测系统中的各项数据，判断分接箱是否存在工艺质量隐患，包括接线设计不合理、施工操作不规范等。然后，充分考虑10kV电缆运行实际，对10kV电缆分接箱施工工艺进行调整和优化。若接线设计不合理时应在接电选择、接线顺序、接线方式等基础上进行调整，重点注意接线中10kV电缆接口的顺序和刨切尺寸是否满足规范标准；若施工操作不规范时应对10kV电缆分接箱施工工艺进行调整，设置科学高效的10kV电缆分接箱施工标准，充分考虑封堵、通风气孔、防尘等保护装置的设置，直至安全性能达标。

（2）做好现场验收检查。10kV电缆分接箱在投入使用前应按照国家规范和电网安全标准进行流程验收和检查，其主要包括：1、材质检验。对10kV电缆分接箱的关键材料进行检查，杜绝以次充好，材质不达标引起的绝缘故障；2、接线验收。检查10kV电缆分接箱接线情况，对安装不合格或不规范的分支箱可拒绝验收，并上报整改；3、配套验收。对10kV电缆分接箱中的保护装置情况进行检测，确定分支箱绝缘支柱是否存在变形、接地方式是否符合接地保护标准、保护帽及透气孔设置是否达标等；4、性能验收。开展10kV电缆分接箱的高压试验，观察局放情况是否符合10kV电缆安全运行指标，确定10kV电缆分接箱运行性能是否达标。

（3）实现科学运维管控。10kV电缆分接箱运行管理过程中首先要根据其故障类型构建应急处理预案，根据该方案快速开展同类型故障处置，减少不必要的时间和资源浪费。如内部凝露引起的腐蚀老化可在分接箱内部增加防潮封堵，对透气孔进行改造，保证接线箱的通风效果，避免积潮；过流导致的绝缘装置老化可适当调整接线截面，控制好10kV电缆分接箱转接线电阻，合理调整接入点和接入方式，保障电流在安全阈值内等。

其次，要加强现场管控，开展定期巡检和维护。10kV电缆分接箱运行管理过程中应在在线监测系统基础上配合人工巡检，及时发现并处理其安全隐患，从而降低10kV电缆分接箱运行故障率。同时，还要做好维护保养，针对10kV电缆分接箱运行性能及时更换老化配件、损坏装置等，定期开箱对其内部进行清理和维护，依照10kV电缆分接箱故障情况开展缺陷闭环管理，由专人全权负责，追踪管控，最大限度提升10kV电缆分接箱现场管控成效。

最后，应做好人员培训和装置升级。在人员培训方面可根据10kV电缆分接箱安装施工及运维管理中的各项要求做好知识教育和技能培训，不断提升人员业务素养，配合绩效考核工作，使10kV电缆分接箱全方位、高质量运维管理成为一种常态。而在装置升级过程中则侧重10kV电缆分接箱技改，可根据现场环境状况、施工工艺、运行需求、安全性能等进行箱体改造、接线改造等，不断运用最新技术，提升10kV电缆分接箱的安全性能和经济效益，使其能够更好地参与到10kV电缆分接、支接、转接、续接过程中，最大限度保证10kV电缆运行的安全性、可靠性和稳定性。

3 总结

随着电网建设的不断发展和完善，10kV电缆分接箱运行的过程中应加大质量控制、现场保护和运维管理力度，根据绝缘现状及接线现状，做好10kV电缆分接箱安全性、可靠性和稳定性分析。同时，还要利用好现代化监测装置，构建智能监测系统，在在线检测和实时分析基础上快速确定10kV电缆分接箱运行状态，判断其风险系数，有针对性地实现10kV电缆分接箱故障防控，防患于未然，从根本上改善10kV电缆运行效益。

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作者简介：邓国洪，性别：男，出生年份：1974年，学历：大学本科，籍贯：广东东莞，职称：工程师、技师，研究方向：配网运行及检修。