10,kV配网电缆故障防范措施研究

10 kV配网电缆故障防范措施研究

马伟雄

广东电网有限责任公司汕头潮阳供电局贵屿供电所 515157

摘要：随着我国经济迅速增长，社会发展对电力电缆的依赖不断加深，由于电缆大多埋设在地下，一旦出现问题，定位修复非常耗时，消耗大量资源，而引发的停电事故也会造成巨大损失。电力电缆的故障类型及其埋设的环境条件都极为复杂，因此维护单位必须要加强电缆故障分析，准确诊断故障类型。本文主要分析了10kV配网电缆故障及发生远影，并提出了相应的防范措施，以期促进配网稳定运行，保障电力高质量供应。

关键词：10kV配网；电缆故障；防范措施

电力电缆稳定运行对于确保电力供应的连续性至关重要。任何电力电缆故障都可能导致电力服务中断，从而引发严重的经济损失，也会造成极大的负面社会影响。因此，保持10 kV配网电缆的高可靠性对电力系统安全稳定运行至关重要。

一、10 kV配网电缆故障分析

1、线路温度升高

电缆通常被埋设在地下，其散热条件较差。在此种情况下，如果电缆接头的连接工艺存在缺陷或者线路负荷过高，则会导致电缆温度异常升高。尤其是在电缆断线位置，温度甚至上升到150°C。温度过高会导致电缆绝缘材料迅速老化甚至燃烧，接头处出现烧黑或烧红现象。

2、过流保护灵敏度低

电缆因必须处理大负荷并且供电距离长，末端会出现最小两相短路电流低于标准值的情况。此现象常由过流保护灵敏度不足引起，导致在电缆负荷电流超出设计值时，过流保护未能及时响应。不恰当的过流保护设置容易导致电缆在未被及时断开的情况下持续运行，从而使电缆长时间承受过高电流，产生过度发热。而持续的过载状态不仅会加速电缆绝缘老化，还容易引起电缆接头及其它组件损坏，增加系统故障风险。

3、电缆外护套穿孔

电缆外护套的主要功能是防止电缆受到物理损伤和化学侵蚀。然而，在一些情况下，外护套会因环境因素而受损，尤其是在电化学侵蚀较为严重的地区，电缆埋设位置使得保护套易受腐蚀，导致穿孔[1]。一旦外护套穿孔，电缆内部的绝缘材料将暴露于外界环境，容易受到湿气和污染物侵入，从而加速电缆绝缘老化过程，加大发生短路的风险。此外，护套穿孔还会引入外界电流，造成电缆局部过热，进一步损害电缆结构。

4、短路故障

电缆在户外受到风力作用或因安装时弧度、垂线设计不当，则会导致电缆相互缠绕或过度弯曲，从而引发短路[2]。物理变形容易在接头或电缆弯曲部位造成绝缘层损伤，进一步暴露电缆内部导体。电缆在负荷运行中产生的线路升温会导致电缆绝缘层材质退化，减少电气隔离能力。当电缆表皮绝缘层因长时间过热而损坏时，裸露的导体之间会形成电气搭接，导致短路发生。

5、断路及接地故障

断路通常发生在电缆连接点因安装不当或长期磨损而断开，导致电流无法顺畅流通，影响电能正常供应。此种类型的故障主要是因接头质量不佳或安装错误而引起。地故障通常是由于电缆绝缘层损坏导致裸露导体与地面或其他接地体接触，进而使得电流泄漏到地面，不仅增加系统损耗，还容易引起电击危险，对人员和及设备构成严重威胁。

二、10 kV配网电缆故障原因

1、外部因素

10 kV配电网因其布局复杂性，尤其在城市密集的建筑区域中面临多重外部挑战。配电线路经常穿过多种复杂的地理和建筑环境，如河流、铁路、公路、人口密集区等。在这些区域中，交通事故容易触及电线杆，直接导致线路故障，影响电网稳定运行[3]。此外，随着城市化进程加快，原有的空地被新的住宅和商业建设项目占用，而在规划和施工阶段，由于忽视现有的10 kV电缆线路，则会导致施工过程中对电缆线路造成意外损害，进而对地下电缆运行构成严重威胁。

2、内部因素

电缆的接头、终端等通常采用复合固体绝缘结构，在生产及安装过程中的任何质量缺陷都会导致电缆故障。具体来说，电缆接头处密封不良会导致电泳效应，由于电场作用下介质中的水分子迁移并在接头界面上凝结成水珠，从而触发界面放电。此外，电缆和其附件在运行过程中会经历温度变化，导致材料热胀冷缩，尤其是在热收缩不良的情况下，会影响到附件的密封性能。一旦大气中的潮气和水分渗透至绝缘层与电缆附件之间，就有可能引发附件内部短路故障。电缆接头的预制型故障主要是由于接头材料的弹性和伸长强度不足，导致复合界面无法形成充分压合，即使在干燥环境中也会出现界面放电。而天气显著变化会加速电缆终端材料老化，增加漏电风险，在电缆附件的绝缘层、终端界面处引发放电，进而触发故障。

三、10 kV配网电缆故障防范措施

1、防范外力破坏

对于架空电缆，应在电线杆上加装显眼的安全标识，使用反光标志牌、反光漆，尤其是在电线杆的显著位置及底部，以提醒驾驶人员和操作重型机械的工人注意避免接触电缆[4]。对于地下电缆，应在所有电缆敷设区域均设立清晰的电缆标记柱和警告标志，尤其是在常见挖掘活动的区域，需要在电缆上方和两侧设立警示标志，以防止施工过程中意外挖断电缆。在进行电缆铺设时，应尽量避免在酸性或碱性土壤中铺设电缆，以免加速电缆外护套腐蚀，从而增加故障风险。

2、严格控制电缆质量

选择电缆材料时，必须选择符合国家和行业标准的高质量原材料。确保每批电缆材料都通过严格的质量审核，同时加强电缆绝缘层和护套的物理及化学性能检测，确保其能够适应特定的温度、湿度、化学腐蚀等环境条件。在生产过程中，应采用先进的生产技术、严格的工艺流程，监控电缆生产的每一个环节，确保生产出的电缆无缺陷。同时加强对生产设备的定期检查维护，防止因设备老化或故障影响产品质量。完成生产的电缆需要进行全面的质量检测，包括电气性能测试、绝缘强度测试、机械强度测试等，确保每卷电缆在离开工厂前都符合严格的质量标准，能够在运行中维持稳定可靠性能。

3、提高电缆安装质量

在电缆施工过程中，应确保所有施工人员遵循施工规范，使用合适的技术及工艺进行电缆铺设。注意避免在恶劣的天气条件下进行电缆接头安装，以显著降低环境因素引起的施工质量问题。安装时，应选择适合10 kV电缆铺设的专业设备，以维护电缆结构完整性，防止电缆在施工过程中受潮。对电缆接头部分，需保持正确施工接头，防止漏电和短路问题。尤其是在电缓的冷缩、热缩接头安装过程中，必须使用高质量的密封材料，并严格控制加热过程，以确保接头密封性。完成电缆铺设和接头安装后，应进行绝缘测试、电压试验，以确保安装的电缆线路符合电力系统运行要求。

4、加强电缆用电负荷及温度监测

在电缆运行过程中，应安装高精度的温度和电流监测设备，实时跟踪电缆工作的温度变化、电流负荷等情况，确保电缆安全运行。电缆的最大电流容量通常受到其截面和材料特性限制，超过限制的电流负荷会导致电缆过热，进而影响电缆结构完整性[5]。同时应配备分布式温度传感系统和智能电缆负荷管理系统，分析电缆负荷及温度数据，以便及时发现过负荷或温度异常情况，从而快速响应，避免潜在的电缆故障。此外，还需制定详细的检修计划，定期对监测设备进行校准维护，确保数据准确性。同时结合监测数据，定期评估电缆的健康状态，及时调整运维策略，以适应不断变化的运行负荷条件。

5、加强电缆动态维护管理

定期检测是动态维护管理模式的核心，应规定每年至少对所有电缆井盖进行一次彻底检查，确保没有井盖损坏或不牢固等安全隐患。电缆终端头作为电缆系统中的关键部分，需要每个季度进行1至3次细致检测，以监控其运行温度并预防由于过热引起损坏。对于使用年限较长的电缆，应增加维护检测频率，建议每月完成1至2次维护检测，重点关注电缆的湿度影响和老化程度，从而及时评估电缆的健康状况，并决定是否需要进行更换，防止潜在的安全隐患发展成故障。动态维护管理还要求对维护数据进行实时分析与反馈，使用智能传感器、远程监控系统等先进技术，对电缆运行状态持续跟踪，以提高故障检测效率。

结语

总之，10 kV配网电缆是关键的公共基础设施，对于确保人们正常的生产生活具有重要意义。为了维持电缆的可靠性，必须加强电缆常见故障及原因分析，并积极探究防范故障的有效措施，以确保电力系统的稳定运行，为人们提供高质量的电力服务，同时也为社会稳定和经济发展提供坚实支撑。

参考文献

[1]徐志明. 10 kV电缆故障与运行维护技术探讨[J]. 大众标准化, 2024, (04): 40-42.

[2]王浩, 李炳全, 秦培林. 10 kV电缆故障诊断分析及预防策略[J]. 设备管理与维修, 2023, (18): 166-167.

[3]李杨. 浅析10kV电缆故障及运行维护措施[J]. 农村电气化, 2022, (10): 88-89.

[4]邱龙川. 10 kV配网电缆故障分析及防范措施[J]. 技术与市场, 2022, 29 (04): 125-126.

[5]钟兴华. 探究优化10kV配网线路故障定位及电缆试验的新举措[J]. 中国设备工程, 2022, (02): 70-71.