电力电缆是供电企业的重要设备,它关系到企业的生产效率和生产质量。电力电缆在使用过程中,由于环境作用,有形磨损和不可抗力等原因,时常发生事故,因此,技术人员必须进行巡视监督,以防止事故的出现。
随着我国经济的飞速发展与科学技术的持续进步,电力电缆的使用越来越多,电缆的运行安全与否,对电力系统的安全稳定运行带来越来越大的影响。掌握电力电缆常见故障的原因和防范措施,有利于及时发现和排除电力电缆隐患,预防停电事故的发生或电力电缆的损坏。
一、电缆故障原因
电力电缆在运行过程中会出现故障,最直接的原因是绝缘降低而被击穿。 击穿的主要原因一般是绝缘损坏,根据实际运行经验,导致绝缘损坏的原因主要有以下几种情况。
(一)机械损伤
电缆绝缘受外力作用易造成破坏,如挖土、打桩、起重,甚至震动或冲击性负荷均会损伤电缆。 一些穿进管道的电缆,经常出现管口部位绝缘击穿,损坏电缆内部的绝缘,导致过电压击穿绝缘;雷电过电压和内部过电压亦易造成电缆绝缘击穿。
(二)腐蚀损坏
电缆腐蚀穿孔会使其受潮,长期使用的老电缆在有电腐蚀或化学腐蚀的地区中比较常见,电缆外护层质量差也会加速电缆腐蚀穿孔。 在腐蚀孔处,潮湿的水分侵入铅包内使电缆纸受潮,绝缘油分解和结晶,使绝缘性能下降。 在电压、温度和电场共同作用下,形成对地击穿现象。 电缆敷设场所的环境及敷设方式对电缆腐蚀影响重大,直埋电缆比电缆沟或是管道敷设电缆、跨越道路穿于管中的电缆腐蚀严重,绝缘损坏率和故障次数也较多。
(三)密封不良
目前,大部分的电力电缆都是埋在地下 , 密封不良易造成电缆附件绝缘损坏。 电缆终端头和接头盒密封性差,容易受潮,极易导致绝缘损坏。 这是由于户外终端头长期受大气、温度和干、湿气候等条件的影响,运行环境比电缆本身还恶劣,对密封性能尤为敏感。 直埋或是隧道里的电缆长期被水浸,必将严重损害电缆的绝缘强度,特别是老电缆被水浸泡,会造成严重漏油,发生接地故障而被击穿。 更为严重的是,电缆头是电缆线路中最薄弱的环节,电缆头绝缘胶溶解、开裂,电缆的中接头压接不紧、焊接不牢等原因,都会导致电缆头绝缘降低,从而引发事故。
(四)过热过负荷
由于电流的热效应,负载电流通过电缆时,必然导致芯线发热,同时电荷集肤效应以及涡流损耗、绝缘介质损耗都会产生附加热量,从而使电缆温度升高。 长期超负荷运行时,过高的温度会加速绝缘老化,以致绝缘被击穿。这些情况在主干电缆线路中比较常见, 主要是因为超负荷运行、连接点接触不良、管理上违反允许载流量规定、施工质量不佳、材料不合格、连接工艺达不到技术要求等所致。 根据规定,10kv黏性线绝缘电缆表面温度不得超过45℃,当运行在45℃时,其电缆芯温度已达到60℃。长期超负荷运行的电缆,容易出现绝缘老化、铅包鼓胀、裂纹和漏油等现象,易造成电缆故障。 特别是电缆头和中间接头处,连接管和端子接触电阻一般大于电缆本体线芯同等长度的电阻值。 在接头盒绝缘处理上,因为盒内用电缆胶填充,导致导体与壳的距离增大, 因而需包上比本体绝缘厚一倍的手包绝缘层 。
二、电力电缆线路遭外力破坏的维护方法
电力电缆线路遭外力损坏的原因有机械挖掘、人力挖伤、接地打桩、塌方或地沉、埋设过浅压伤、车辆碰伤(对杆上电缆)等,其中以机械挖掘最为常见。避免电缆的外力破坏,除了要加强线路的巡视检查和守护工作外,还要及时采取对策,制订防范措施,在市郊挖掘频繁的电缆线路区域设置明显的警告标志。电缆运行技术人员要经常督促各建设单位等遵守相关部门颁布的有关保护地下管线的管理办法,并与这些单位建立经常性的联系,及时了解各地段挖土施工情况,以便派人配合保护电缆。在电缆线路附近进行机械挖掘土方时,一定要采取有效的保护措施,可先用人力把电缆挖出并加以保护,再按操作机械设备及人员的条件,在保证安全距离的情况下进行施工。对于施工过程中露出的电缆,要仔细检查电缆有无受到损伤,再进行覆土。
三、预防技术措施
(一)监视负荷电流,预防过负荷产生绝缘击穿
电力电缆运行规程规定:电缆线路原则上不允许过负荷运行、超负荷运行。因为电缆温升的增加会加快电缆绝缘的老化,使电缆的寿命大大降低,运行中使电缆绝缘薄弱处,如接头,发生击穿事故。 所以,根据电缆敷设方式、运行条件、环境温度、并列条数对电缆的长期允许载流量进行校核并作出规定,运行、检修、专业点检定期应用红外线测温仪对电缆的接头测温,以防止电缆温度过高、过热,及时掌握电缆的运行情况。
(二)选择电缆通道应避免因腐蚀引起电缆故障
电缆的周围环境不良,附近土壤中含有酸、碱溶液,氯化物等化学物质,会使电缆受到腐蚀,邻近化工厂地区因地下水的污染,也会使电缆产生化学腐蚀,所以在选择电缆通道时 , 应详细调查或询问有关地质污染情况,特别在化工区,电缆通道选择应慎重并采取有效的防污染措施。
(三)建立健全电力电缆的技术资料
建立电力电缆线路技术资料是电缆线路运行维护的重要措施之一。原始资料包括计划任务书、电缆线路设计图纸、线路路径许可证、电力电缆线路出厂报告、沿线有关单位的协议书等。施工资料包括电力电缆路径、电缆接头和终端的装配图、安装工艺说明图、施工日期和竣工资料报告等。运行资料包括电缆线路总图、电缆敷设断面图、电缆接头和终端的装配图、有关土建工程的结构图、巡视与缺陷记录、预防性试验报告和电力电缆故障修理记录等。
四、电缆线路的巡视检查工作
为提高电缆线路的安全可靠性,电力工作人员应当对管辖范围内的电缆线路,按照现场运行规程的规定进行经常性的巡视检查,检查电缆电路必须由专人负责。由于穿越河道、铁路的电缆线路,容易受到外力损伤,因此对其巡视检查周期要相应缩短。巡视检查的主要内容包括以下几个方面:第一,对敷设在地下的电力电缆,要查看路面有无异常,路径附近是否被挖掘,查看路线标桩是否完整无缺等。电缆线路上不可堆置瓦砾、矿渣及建筑材料。第二,对排管敷设的电力电缆,要使用专用工具疏通备用排管,检查其有无断裂现象,入井内的电缆铅包在排管口及挂钩处是否有磨损现象,检查衬铅有无失落。对通过桥梁的电缆,要检查桥墩两端电缆是否拖拉过紧,保护管槽有无脱开或锈烂现象。第三,对电缆沟的电力电缆,要检查电缆位置有无异常,接头有无变形,支架是否牢固,电缆沟盖板是否完整。隧道内的电缆,通风、照明、排水等设施是否完整。尤其要注意防火设施的完善。第四,充油电力电缆不管其投入运行与否,都要检查油压是否正常,并注意与构件绝缘部分有无放电现象。第五,对施工中挖出的电力电缆本体和电缆接头,要设法加以保护,并在其附近设立警告标志。第六,对于巡视检查中发现的电缆缺陷,运行人员要马上向主管部门报告,以便采取对策,及时处理并做好记录,归入该条电力电缆线路专项档案内。
在实际工作中,电缆故障的原因是多种多样的,其根源一般是积患已久和管理不善。因此,只要加强专业人员的检修技能,提高相关人员的主观认识,规范检修行为,采取得力措施,精心维护,积极预防,电缆事故是可以减少甚至杜绝的。