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高压电缆常见故障的分析及预防措施

电缆环流监测装置 2019-11-13 技术论文 269 ℃ 0 评论

随着我国经济快速发展,城市化水平不断提高,架空线路缆化人地项目不断推进,电力电缆在城市建设中得到广泛应用。配网电力电缆作为城市中传输电能的重要载体,已然成为一个结构复杂、线路众多的庞大体系。然而,伴随着电缆的广泛应用,电缆故障数量也随之攀升。其中,高压电缆故障因其停电范围广、故障修复时间长等原因,对配网的健康运行和居民的正常生活影响尤为严重。因此,探索降低高压电缆故障率的可行性方案,提高供电的可靠性,已成为电力运维人员及管理人员的重要任务。
以下通过统计和分析2016—2017年度福州城区配网10 kV电缆故障的原因,提出针对J眭的预防措施,为相关电力管理部门提供借鉴和参考。
1电缆常见故障分析
2016年1月至2017年12月,福州城区10 kV电缆故障128起,按故障原因统计如表l所示。其中投运15年以上电缆有18条。以下对电缆常见故
障进行分析。
表1故障原因统计
1.1 电缆安装工艺质量问题引发的故障
电缆敷设过程中本体外护套受损,导致水汽从受损处进入电缆。另外,部分接头制作人员没有正规资质或技能水平不足,且施工过程未进行严格把控,导致电缆接头关键工序处理不当。上述情况都使得电缆在投运前就存在严重缺陷。
图1为某A配电站进线电缆穿管敷设时,由于管口不平整有锐角,造成电缆外护套纵向有较长缺口;同时工井内有积水,水汽长期入侵,引发电缆故障。
图1 电缆敷设时外护套受损导致本体故障
图2为某B配电站出线电缆接头施工工艺欠佳,半导电层切割不平整,同时半导电层未倒角和打磨;中间头接管压接后未打磨或压接模具尺寸使用不当,导致压接部位有尖端和毛刺。电缆中间头B相放电、击穿接地故障。
图2电缆安装工艺问题导致接头故障
1.2电缆运行工况恶劣引发的故障
福州气候较为湿润,降雨丰沛,电缆通道积水、淤泥严重。同时,老旧小区管道建设不规范,污水乱排至电力管道。恶劣的运行工况一方面易引发接头水树枝故障,另一方面加剧了电缆的绝缘老化。图3为某C配电站进线电缆接头故障,该电缆所在管沟运行环境恶劣,电缆管沟有30 cm左右的积水,故障电缆位于积水中。
1.3受到外力破坏引发的故障
铺设在城市道路中的电缆经常会受到煤气、自来水、通信、市政、房地产和绿化等施工的影响。由于城市基建项目经常赶工期i野蛮施工,往往不能及时清楚辨析电缆走向,导致直埋电缆容易遭到外力破坏。运维人员日常巡视无法实时跟踪外破隐患,导致电缆外破故障频发、难以管控。图3 电缆运行工况恶劣导致接头故障图4为内河水系治理施工中,吊桩机拆除作业时钢板桩意外脱落,砸中地埋电缆致使线路故障。
图4外破导致本体故障
1。4长期运行绝缘老化引发的故障电缆运行年限较长,绝缘老化程度严重,继而导致电缆接头在受到电压冲击时极易发生故障。图5为某D配电站进线电缆接头故障,该电缆接头制作使用的是热缩头附件,实际运行年限已超过20年,绝缘老化程度严重。
图5绝缘老化导致接头故障
1.5电缆本身质量问题引发的故障
正常情况下,由于现代制造工艺的进步,由电缆的本体质量问题而导致电缆故障的概率较小,但也是不可忽略的。在实际生产中,厂家可能没有按照生产规定或为赶工期进行抢工,会使这种概率加大。在电缆生产过程中最容易出现的问题主要有,电力安全技术绝缘偏心、绝缘屏蔽厚度不均匀、内外屏蔽有突起、绝缘层存在微孔、绝缘内有杂质、交联度不均匀、铠装层厚度不够、电缆金属护套密封不良、电缆受潮等。情况比较严重的可能在竣工试验中或投运后不久即出现故障,大部分在电缆系统中以缺陷形式存在,对电缆长期安全运行造成严重隐患。
图6为某E配电站进线电缆本体故障,后经检测,电缆导体电阻超标,钢铠厚度不足,导致本体易受外力损伤,且过负荷发热加速老化故障。
2预防措施
图6电缆本体故障
通常,电缆故障的发生是以其中某一因素为主导,多种因素共同导致的。因此,为避免或减少上述障的继续发生,需要多举措并行、联合管控引发故障的各项因素。现从设备运维管理和物资进货前端质量管控的角度出发,基于工艺质量管控、人员技能提升、深化状态检修、管沟资源管理及电缆进货前端质量管控5个方面提出预防措施。
2。1全过程工艺质量管控
从制作源头人手,组织开展电缆制作技工培训;使用电缆接头制作管控APP,严控人员资质和关键工艺;建立质量追溯考核机制,延长施工质量保质期,全面提高电缆接头工艺质量水平。
(1)开展接头制作培训。定期组织电缆施工工艺培训,现场展示重要部位的处理技术,深入剖析各类典型电缆施工工艺问题,固化电缆接头制作标准,切实提高电缆接头制作人员的技能水平和工作成效。在施工队伍招标入网时,开展电缆作业资格资质审查,杜绝施工人员无证上岗。
(2)加强电缆工程质量管控。开工前,监管人员现场核查接头制作人员及施工企业的准人资质。施工中,监理人员对现场电缆接头关键工艺拍照存档,上传至电缆接头制作管控APP。线上技术专家审核接头质量,发现问题立即整改,线下组建专家巡检组,每周不定期抽查施工现场,根据问题情况给予警告、通报、停工等考核。
(3)建立质量追溯考核机制。延长电缆施工质量保质期,期间发生电缆接头故障,由原施工单位组织抢修并使用指定品牌电缆附件进行修复。根据责任认定给以施工、监理单位、个人“红、黄、蓝”牌警告、停工及经济考核。被取消进网作业资格人员,应重新参加培训及考试。
2.2全员队伍技能提升
通过加强基本技能培训、常态开展电缆故障分析、组建电缆专家团队,全面推进电缆专业人才队伍建设。
(1)组织电缆专业技能培训。定期开展配网电缆专业基本技能培训,以电缆敷设、验收、运维、检修技术为重点,教授电缆专业基础知识、敷设验收注意要点、预处理工艺规范、故障查找基本方法等内容,宣贯电缆作业资质管理、管沟标准工艺及验收办法、接头制作关键工序拍照标准等规定,切实提高电缆运检人员的基本技能。
(2)常态开展电缆故障分析。电缆检修、运维班组对所有故障电缆开展解剖分析,3个工作日内完成电缆故障分析报告,包含现场环境、故障原因、责任认定及整改措施等图文信息,故障实物至少保留1年。加强与电科院进行技术交流,定期邀请电科院电缆专家开展电缆典型故障案例分析,进一步提升电缆运维、检修人员的故障分析判断能力,打造配电电缆专家人才梯队。
(3)组建电缆专家团队。组建电缆专家团队,制作电缆全过程管理视频课件,包含基础知识、故障分析、质量检测、实际操作、仿真试验等内容,涵盖电缆知识、建设、运维、检修、实训等全过程管理,全面提升电缆人才队伍的技能水平。
2.3全周期电缆状态检修
全面开展电缆带电、停电检测技术应用。运用局放技术进行带电检测,利用振荡波局放和超低频介损技术进行停电检测,及时发现电缆内部隐患。
(1)新建电缆增加局放项目。在施工招标合同中明确振荡波局放检测项目,实现新建电缆交接试验振荡波局放检测全覆盖,发现隐患及时处置或更换电缆。
(2)推行电缆带电检测。综合应用超声波局放、高频电流技术,开展变电站出线电缆及重要馈线电缆的带电局放诊断检测。针对隐患电缆定期复检,跟踪电缆局放变化情况。
(3)推进电缆停电检修。结合停电计划及带电局放检测结果,定期开展振荡波局放和超低频介损检测。制定隐患消缺方案,分轻重缓急实施跟踪观察或切除隐患制作接头,确保检修后的电缆全线健康运行。
2.4全景管沟资源管理
开展电缆通道数字化和管沟分级管理,建立防外破管控联动机制,实施差异化巡视策略,全面加强电缆防外破管控。
(1)开展电缆通道数字化管理。进行电缆走廊资源普查和建模,全面梳理电缆管沟基本情况,排查电缆接头分布位置。将工井、管沟坐标及电缆RFID信息录入电缆通道电子化异动功能,对电缆及通道开展可视化巡检。
(2)施行电缆管沟分级管理。依托管沟资源普查,施行电缆管沟分级管控,将管沟运行工况列入隐患分级管控库。根据管沟内电缆数量及供电用户类别进行分级,针对不同级别管沟,制定不同的管理和巡检策略。
(3)加强电缆防外破管控。建立防外破管控联动机制,组建与煤气、自来水、地铁、市政、城乡建设总公司等单位的联动微信群,共享施工信息。制定外破索赔标准,实行施工破路许可和施工单位“黑名单”制,定期召开政企防外破联动会议。
2.5全流程电缆进货前端质量控制
加强供应商资质审查,推行电缆生产人厂监造,严格物资到货抽检,全面控制电缆质量。
(1)加强供应商资质审查。对供方质量保证能力进行调查,并对供方进行评定,建立合格供方名录。针对新中标的电缆生产企业,开展供应商资质现场核查,核查其厂房、仪器、装备等生产能力,核查电缆检测、试验能力及质量管理相应体系。
(2)推行电缆生产入厂监造。针对协议库存采购的大批量电缆,安排人员入厂监造,对设备生产制造过程质量关键点监督见证。对于可简单修复的一般质量问题,及时纠正;对于严重质量问题,向制造厂发出工作联系单,及时按规定处理。
(3)严格物资到货抽检。在电缆采购的时候,同步制定抽检计划,加强抽检取样、送样及检测过程管理。对用户自购自建后移交供电企业运维的电缆设备,在送电前现场截取电缆检测。对于抽检中发现的不合格情况,由物资部门会同项目管理部门组织进行相应处理。
3结束语
通过对201卜2017年度福州城区配网高压电缆故障的分析,从人员技能提升、工艺质量管控、管沟资源管理、深化状态检修及电缆进货前端质量管控5个方面着手,提出降低高压电缆故障率的措施。以上措施可有效提高电缆接头工艺质量,全面提升电缆安全可靠水平,充分改善配网电缆运行环境,打造一批技术精、能力强的电缆专业人才队伍,切实提高配网电缆专业的精益化管理水平。

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