國網(wǎng)吉林省電力有限公司長春供電公司 許 欣 李 壯 龐 丹 于 彬

國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院 高 松

中高壓電纜是電纜領(lǐng)域的重要代表，其耐壓故障是行業(yè)研究重點(diǎn)和核心。隨著中高壓電纜耐壓故障問題成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和議題，如何高效處理進(jìn)線電纜的耐壓故障成為行業(yè)從業(yè)人員的發(fā)展方向。一方面，中高壓電纜是當(dāng)前電力供應(yīng)領(lǐng)域的重要設(shè)施，對(duì)應(yīng)的使用范圍及應(yīng)用價(jià)值不言而喻；另一方面，中高壓電纜耐壓故障問題的處理和分析需從多個(gè)角度進(jìn)行研究和判斷，需結(jié)合多種細(xì)節(jié)問題進(jìn)行探索，從而保障電纜耐壓?jiǎn)栴}的有效解決。

本文以中高壓電纜耐壓故障的分析和處理為主要研究對(duì)象，針對(duì)電纜耐壓性能、故障診斷、故障類型、故障解決措施等內(nèi)容進(jìn)行多角度、多層次、多領(lǐng)域的論述和分析，結(jié)合筆者多年從事電力工程領(lǐng)域的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出一系列創(chuàng)新高效的應(yīng)用解決策略和實(shí)施辦法，助力中高壓電纜耐壓故障的分析和處理。

1 中高壓電纜的耐壓性能

中高壓電纜是當(dāng)前高壓電纜的代表類型，屬于當(dāng)前電力設(shè)施領(lǐng)域電纜的主要應(yīng)用型號(hào)。隨著我國電力領(lǐng)域的快速發(fā)展，電纜的鋪設(shè)路徑以及鋪設(shè)范圍逐步飽和，開發(fā)和研究中高壓電纜的維護(hù)工作，成為行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)。一方面，根據(jù)中高壓電纜的類型和特點(diǎn)，深入了解電纜設(shè)施的維護(hù)方案和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，在維護(hù)過程中針對(duì)已存在的故障隱患需要快速進(jìn)行處理和解決，實(shí)現(xiàn)電纜設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)目標(biāo)。

中高壓電纜。通常電纜分為兩種類型，以高壓電纜和中低壓電纜為代表，高壓電纜是借助高壓傳輸裝置作為電力系統(tǒng)主干道的基礎(chǔ)設(shè)施，主要負(fù)責(zé)生活中電力供應(yīng)需求，高壓電纜的種類極為多樣化，包括XPEL等型號(hào)電纜，具備電纜燃點(diǎn)低、耐高溫等特點(diǎn)，成為現(xiàn)代電纜設(shè)施的主要選用目標(biāo)。中低壓電纜承載國內(nèi)絕大多數(shù)的電力運(yùn)輸任務(wù)，肩負(fù)國內(nèi)重要的電力保障使命，并且隨著電力體系供應(yīng)系統(tǒng)不斷變化對(duì)應(yīng)的電力輸送任務(wù)也逐步增加，進(jìn)而對(duì)電纜設(shè)施的運(yùn)行情況形成新的挑戰(zhàn)。

圖1 中高壓電纜展示圖

耐壓性能。中高壓電纜的耐壓性能是其主要的衡量指標(biāo)之一，同時(shí)也是影響電纜實(shí)際價(jià)值的重要內(nèi)容。耐壓性能主要是電纜承接電壓、電流以及抗阻等相關(guān)參數(shù)給予的最大承受能力，需要在相關(guān)環(huán)境中保持電纜的耐壓性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電纜在運(yùn)行過程中其功能和作用沒有受到外部環(huán)境的影響。耐壓性能是決定電纜運(yùn)行安全的重要因素，也是能夠保障和規(guī)避對(duì)應(yīng)損失的重要代表。因此，耐壓性能是中高壓電纜的重要代表性能，發(fā)揮出極為顯著的作用和價(jià)值。

2 中高壓電纜耐壓性能故障診斷策略

2.1 并聯(lián)諧振耐壓檢測(cè)法

是目前電纜設(shè)施耐壓性能的重要檢測(cè)方法，通過對(duì)變壓器額定電壓進(jìn)行測(cè)試，確?；芈分须娏鳠o法達(dá)到檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)要求?；诓⒙?lián)諧振耐壓檢測(cè)法的應(yīng)用需滿足對(duì)應(yīng)的基本條件，特別是在多種支路中需借助并聯(lián)的方式，保障各個(gè)支路電流值相對(duì)較大、但總回路的電流值相對(duì)較小，當(dāng)忽略回路電阻帶來的影響時(shí)，可將總回路的電流量視為0。根據(jù)試驗(yàn)效果進(jìn)行分析，當(dāng)變壓器阻性電流受到限制時(shí)，對(duì)應(yīng)的變壓器容量要求會(huì)逐步降低，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電容量的擴(kuò)大。利用并聯(lián)諧振耐壓檢測(cè)法，能夠通過對(duì)電源頻率的改變促使回路電流滿足對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)要求，從而達(dá)到整個(gè)檢測(cè)工作的目標(biāo)。

2.2 串并聯(lián)綜合耐壓檢測(cè)法

此方法目前主要應(yīng)用于電容量較大、試驗(yàn)電壓相對(duì)較高的電纜設(shè)施。例如，應(yīng)用交流串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振方法目前存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性和意外性，無法保障對(duì)應(yīng)的結(jié)果滿足基本要求，進(jìn)而導(dǎo)致變壓器的額定電壓以及額定電流等存在較大的差異性，對(duì)于傳統(tǒng)的高電壓電抗器容量無法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用交流串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振方法能夠規(guī)避上述的問題，同時(shí)還能解決地域的限制問題。交流串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振方法，對(duì)應(yīng)的電抗器能夠?qū)υ囼?yàn)電纜形成補(bǔ)償，并能確保整個(gè)并聯(lián)回路都能夠呈現(xiàn)容性負(fù)荷，促使回路產(chǎn)生串聯(lián)諧振，而并聯(lián)電抗器的欠缺補(bǔ)償能夠借助降低回路總電流的方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試電壓和測(cè)試電流的精準(zhǔn)性，從而達(dá)到試驗(yàn)的測(cè)量目標(biāo)。

3 中高壓電纜耐壓故障分析

3.1 外力破壞引發(fā)的電纜故障

目前外力破壞引發(fā)的電纜故障是中高壓電纜故障的主要原因之一。一方面，中高壓電纜大多以敷設(shè)的方式預(yù)埋在地下，對(duì)應(yīng)的電纜和其他管道線路交織在一起，特別是與煤氣管線、通信管線等管線存在嚴(yán)重的區(qū)域重合問題，進(jìn)而增加了對(duì)中高壓電纜的擠壓概率和破壞幾率；另一方面，中高壓電纜在安裝及長時(shí)間埋設(shè)過程中，外界環(huán)境的突變影響會(huì)導(dǎo)致中高壓電纜出現(xiàn)漸進(jìn)式的破壞，導(dǎo)致部分線路出現(xiàn)電力中斷等問題。不同的外力因素造成同樣的破壞問題，成為行業(yè)科研領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。根據(jù)《2021年某區(qū)域電纜維護(hù)說明》中的論述，外力因素造成電纜耐壓性能下降的問題占比超過58%，其中主要的外力因素共計(jì)有三點(diǎn)。

其一，未經(jīng)審批的大面積開挖是造成中高壓電纜出現(xiàn)破壞和短路的重要因素，特別是在城市繁華區(qū)域，對(duì)應(yīng)的電纜線路經(jīng)常被市政工程、道路工程的挖掘設(shè)備所破壞，導(dǎo)致線路的運(yùn)行無法繼續(xù)，并且還會(huì)對(duì)挖掘人員造成無法想象的危險(xiǎn)；其二，中高壓電纜在安裝過程中未能對(duì)安裝質(zhì)量進(jìn)行審核和檢查，特別電纜兩端未能加以牢固，導(dǎo)致在外部環(huán)境的徐變影響下造成線路出現(xiàn)絕緣故障，進(jìn)而引發(fā)相應(yīng)的事故和問題。線路終端安裝質(zhì)量不佳，對(duì)于后續(xù)的維護(hù)工作造成極為嚴(yán)重的影響，甚至?xí)档碗娎|線路的使用壽命；其三，直埋電纜受地面下沉、車輛碾壓、地震等一系列因素的影響造成電纜鋪設(shè)軌跡的斷開，以突發(fā)性的剪切力影響了電纜的正常運(yùn)行。通常電纜設(shè)施設(shè)有保護(hù)裝置，但對(duì)應(yīng)的剪切力過大會(huì)直接對(duì)外部保護(hù)裝置造成嚴(yán)重的破壞[1]。

3.2 自身材料質(zhì)量引發(fā)的電纜故障

受國內(nèi)生產(chǎn)廠家的差異性影響，中高壓電纜對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量良莠不齊。通常國家對(duì)于電纜設(shè)施的生產(chǎn)質(zhì)量設(shè)定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和要求，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中依然存在部分的劣質(zhì)產(chǎn)品，導(dǎo)致電纜耐壓性能的各項(xiàng)指標(biāo)存在明顯差異，最終影響到線路的架設(shè)和使用。當(dāng)中高壓電纜由于產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)導(dǎo)致電纜受潮影響電纜的絕緣性能，特別是在高壓電纜鋪設(shè)區(qū)域會(huì)加重事故的發(fā)生概率。部分行業(yè)主管部門通過測(cè)試和研究發(fā)現(xiàn)，電纜質(zhì)量問題是目前電纜運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的主要影響因素，尤其是長時(shí)間的使用，電纜設(shè)施的質(zhì)量問題不僅會(huì)降低整個(gè)線路的使用壽命，同時(shí)還會(huì)進(jìn)一步增加電纜設(shè)施的維護(hù)成本。

例如，南方區(qū)域在冬季時(shí)節(jié)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電纜設(shè)施掛冰等現(xiàn)象，這不僅會(huì)導(dǎo)致電纜出現(xiàn)絕緣事故，同時(shí)還會(huì)降低電纜的實(shí)際功效。近年來，針對(duì)電纜的生產(chǎn)質(zhì)量成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和議題，通過對(duì)電纜材料質(zhì)量等方面開展相關(guān)研究，能進(jìn)一步控制電纜材料生產(chǎn)質(zhì)量的差異性問題，能夠通過生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)技術(shù)等一系列內(nèi)容中加以強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制，保障中高壓電纜的基本質(zhì)量[2]。

圖2 高壓電纜內(nèi)部分解圖

3.3 運(yùn)行年限超標(biāo)引發(fā)的電纜故障

中高壓電纜超過對(duì)應(yīng)的使用年限會(huì)導(dǎo)致電纜故障頻發(fā)。目前我國電力部門為確保中高壓電纜帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于電纜的使用情況進(jìn)行明確的統(tǒng)計(jì)和分析，從而進(jìn)一步了解電纜設(shè)施的使用情況，因此近年來電纜運(yùn)行年限超標(biāo)等問題得到有效控制，進(jìn)一步降低了電纜耐壓故障的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

3.4 維護(hù)作業(yè)人員疏忽引發(fā)的電纜故障

維護(hù)管理不當(dāng)，主要是維護(hù)作業(yè)人員引發(fā)的電纜故障。通常，電纜維護(hù)作業(yè)需要按照標(biāo)準(zhǔn)化的流程進(jìn)行實(shí)施和開展，但受人員主觀因素的影響，導(dǎo)致電纜設(shè)施在運(yùn)行維護(hù)過程中存在人為主觀疏忽，導(dǎo)致電纜設(shè)施未能得到有效的維護(hù)和管理。以電纜的性能檢測(cè)為例，當(dāng)維護(hù)人員操作不當(dāng)或未能對(duì)電纜設(shè)施進(jìn)行周密的分析，必然會(huì)導(dǎo)致各個(gè)環(huán)節(jié)存在漏洞和問題，進(jìn)而引發(fā)電纜設(shè)施的故障。

4 中高壓電纜耐壓故障的解決措施

開展定期的維護(hù)動(dòng)作。中高壓電纜耐壓故障的出現(xiàn)，其核心因素是未能對(duì)電纜設(shè)施進(jìn)行定期的維護(hù)和管理。電力企業(yè)的維護(hù)人員需定期對(duì)電纜設(shè)施進(jìn)行維護(hù)，制定周密的維護(hù)計(jì)劃，組建科學(xué)的維護(hù)隊(duì)伍，保障維護(hù)工作能夠切實(shí)可行，并能通過定期的維護(hù)作業(yè)確保電纜設(shè)施耐壓性能的穩(wěn)定和有效。借助固定的維護(hù)周期，能有效防范電纜潛在的運(yùn)行問題，能夠打造電纜安全運(yùn)行的保障構(gòu)架，促進(jìn)電纜設(shè)施運(yùn)行的常態(tài)化和合理化。

強(qiáng)化對(duì)電纜質(zhì)量的科學(xué)管理。電纜質(zhì)量的科學(xué)管理需要從電纜廠家、電纜采購、電纜測(cè)試、電纜運(yùn)行等一系列環(huán)節(jié)著手，根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究，強(qiáng)化對(duì)電纜設(shè)施科學(xué)管控的必要性，同時(shí)對(duì)其生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行詳盡的試驗(yàn)和檢測(cè)，保障所有電纜設(shè)施的質(zhì)量滿足國家法律法規(guī)的內(nèi)容，保障電纜設(shè)施的運(yùn)行安全。

及時(shí)更新超限的電纜設(shè)備。電纜設(shè)施的使用壽命受所處環(huán)境、地域氣候等一系列因素影響，相同的電纜對(duì)應(yīng)的使用壽命差異明顯，需根據(jù)電纜所處的環(huán)境進(jìn)行有效設(shè)定，同時(shí)對(duì)電纜設(shè)備的使用年限進(jìn)行記錄和說明，明確對(duì)應(yīng)的管控標(biāo)準(zhǔn)和管控策略。一方面，在管理體系中對(duì)不同區(qū)域的電纜設(shè)施進(jìn)行差異性的使用年限管理辦法；另一方面，針對(duì)電纜設(shè)備的超限問題引發(fā)足夠的重視，及時(shí)對(duì)電纜設(shè)施進(jìn)行更換和處理，保障電纜設(shè)施的耐壓性能[4]。

強(qiáng)化人員的技術(shù)培訓(xùn)和制度培訓(xùn)。維護(hù)人員的技術(shù)水平會(huì)影響電纜設(shè)施維護(hù)作業(yè)的基本成效，作為電力企業(yè)需對(duì)維護(hù)人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)和教學(xué)。首先，針對(duì)人員的技能水平進(jìn)行科學(xué)性的測(cè)試和分析，對(duì)所有技術(shù)人員的基本能力進(jìn)行徹底性的了解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)后續(xù)的維護(hù)工作進(jìn)行深層次的教學(xué)和指導(dǎo)；其次，針對(duì)目前維護(hù)人員的技術(shù)水平設(shè)定針對(duì)性的技術(shù)強(qiáng)化策略，通過對(duì)每一位維護(hù)人員進(jìn)行技能考核實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的管控目標(biāo)和強(qiáng)化作用。通過周期性和廣泛性的技能培訓(xùn)，能夠讓技術(shù)人員的水平呈現(xiàn)日新月異的變化，促進(jìn)培訓(xùn)工作職能作用的體現(xiàn)，助力電纜維護(hù)工作的創(chuàng)新和升級(jí)；最后，應(yīng)用薪酬考核制度，結(jié)合技能培訓(xùn)策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)人員的科學(xué)管理，保障對(duì)應(yīng)的管控內(nèi)容和發(fā)展成效，促進(jìn)電纜維護(hù)工作的健康化和常態(tài)化。

5 結(jié)語

中高壓電纜耐壓性性能故障，需要從多個(gè)層面進(jìn)行研究和探索，同時(shí)對(duì)電纜設(shè)備的故障類型、故障影響、故障解決措施進(jìn)行論述和研究，結(jié)合現(xiàn)代電纜設(shè)施的發(fā)展趨勢(shì)，以維護(hù)技術(shù)、保障技術(shù)為核心構(gòu)建多維度的電纜設(shè)施運(yùn)行安全的保障體系，助力電纜耐壓性能的穩(wěn)定和高效，推動(dòng)我國中高壓電纜維護(hù)保障工作的全面化。