吳劍

（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司都江堰市供電分公司，四川 成都 611830）

0 引言

10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端是電力系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備之一，主要用于提供電纜進(jìn)出線的接口處的終端封堵和電氣連接。其在電力系統(tǒng)中具有連接電纜、傳遞電能和實(shí)現(xiàn)電力配電等功能。由于10kV 電纜所承受的電壓較高，因此對(duì)其進(jìn)行正確、穩(wěn)定的連接和絕緣至關(guān)重要。如果10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端出現(xiàn)故障或設(shè)備失效，將會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的異常中斷或停電，給生產(chǎn)和生活帶來(lái)極大的影響和損失。因此，對(duì)10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端的維護(hù)和檢修十分重要。通過合理的運(yùn)維措施和故障排除方案，可以最大限度地保證10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端及電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，確保電力供應(yīng)的連續(xù)和穩(wěn)定。

1 典型故障類型

1.1 絕緣故障

10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，常常會(huì)出現(xiàn)各種故障。其中，絕緣故障是常見的一種類型。絕緣故障主要包括絕緣老化和絕緣擊穿兩個(gè)方面。

絕緣老化是指電纜終端絕緣材料由于外界環(huán)境的影響以及長(zhǎng)期工作負(fù)荷作用下逐漸失去絕緣性能的過程。絕緣老化常常是電纜使用時(shí)間過長(zhǎng)、材料老化以及高溫、濕度等環(huán)境因素的共同作用結(jié)果。主要表現(xiàn)為絕緣材料變脆、開裂、變色、斷裂等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致絕緣性能下降。絕緣老化嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)造成絕緣擊穿，引發(fā)設(shè)備故障甚至事故[1]。

絕緣擊穿是指電纜終端絕緣層在承受過高電壓時(shí)無(wú)法維持絕緣狀態(tài)，電流迅速通過絕緣層，導(dǎo)致絕緣層破裂的現(xiàn)象。絕緣擊穿可能由于多種原因?qū)е?，如過電壓、過電流、絕緣破壞、設(shè)備間隙不足等。絕緣擊穿會(huì)導(dǎo)致電纜終端的電流突然升高，可能引發(fā)短路、設(shè)備損壞甚至火災(zāi)等嚴(yán)重后果。

1.2 接頭故障

接頭故障對(duì)10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端的可靠運(yùn)行和電力系統(tǒng)的安全供電造成了影響。接觸不良會(huì)引起電流不穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)行異常和能量損耗。接頭溫升過高則可能導(dǎo)致接頭老化、絕緣性能下降和設(shè)備損壞。因此，對(duì)于接頭故障，需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)、監(jiān)測(cè)和處理，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和設(shè)備的安全運(yùn)行。具體闡述如下。

接頭接觸不良是指電纜終端的接頭處存在著電流傳導(dǎo)不暢、電阻增大等問題。這種故障可能由于接頭連接不牢固、接頭材料污染、接觸面氧化或損壞等原因?qū)е?。具體表現(xiàn)為接觸電阻增大，導(dǎo)致電流傳輸受阻，甚至出現(xiàn)接觸不良、斷開等現(xiàn)象。接觸不良引起的電流不穩(wěn)定和過大的電阻損耗，可能導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行不正常，造成電纜終端的局部過熱，降低設(shè)備的工作效率和壽命[2]。

接頭溫升過高是指電纜終端接頭處溫度升高超過正常范圍。這種故障可能由于接頭接觸不良、接觸電阻過大或線路負(fù)荷過大等原因引起。當(dāng)接頭存在接觸不良或電阻增大時(shí)，電流通過接頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生局部的熱量，導(dǎo)致接頭溫度升高。如果這種情況持續(xù)存在，會(huì)導(dǎo)致電纜終端的溫度升高過高，進(jìn)而加劇接頭的老化和損壞。接頭溫升過高會(huì)損害電纜絕緣材料，降低電纜的絕緣性能，甚至引發(fā)設(shè)備故障和火災(zāi)等嚴(yán)重后果。

1.3 電纜屏蔽層故障

電纜屏蔽層故障是比較常見的一種類型，主要表現(xiàn)為屏蔽層接地故障和屏蔽層損壞或腐蝕。以下將逐一進(jìn)行闡述。

屏蔽層接地故障是指屏蔽層與地之間存在著電流過大或阻抗不匹配等問題，導(dǎo)致電纜終端屏蔽層不能正常起到屏蔽和干擾抑制作用。這種故障可能由于接地電阻過大、接地方式不當(dāng)或接地系統(tǒng)損壞等原因引起。具體表現(xiàn)為屏蔽層內(nèi)出現(xiàn)高頻電流和信號(hào)，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生暫態(tài)電壓，干擾周圍的電子設(shè)備并可能影響電力系統(tǒng)的抗干擾性能和穩(wěn)定性。如果該故障得不到及時(shí)解決，還會(huì)影響電纜終端的絕緣性能，加劇設(shè)備老化和損壞[3]。

屏蔽層損壞或腐蝕是指電纜終端的屏蔽層存在著損壞、斷裂、腐蝕等問題，導(dǎo)致屏蔽層失去了正常的屏蔽作用。這種故障可能由于長(zhǎng)期使用、惡劣環(huán)境或制造工藝等原因引起。具體表現(xiàn)為屏蔽層損壞后，電纜終端內(nèi)部的電磁場(chǎng)會(huì)受到擾動(dòng)，產(chǎn)生高頻電壓和電流，干擾設(shè)備的正常運(yùn)行，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，屏蔽層損壞還會(huì)導(dǎo)致電纜終端在受雷擊或瞬時(shí)過電壓等外界干擾時(shí)易受損壞，進(jìn)而加劇設(shè)備的老化和損壞。

1.4 過電壓故障

過電壓故障是電力系統(tǒng)中常見的故障類型之一，對(duì)10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端和相關(guān)設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重威脅。過電壓故障的發(fā)生主要源于以下幾個(gè)方面。首先，雷電是導(dǎo)致過電壓故障的主要原因之一。當(dāng)雷電擊中附近的電力線路或設(shè)備時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高電壓脈沖，從而造成電纜終端承受瞬時(shí)過電壓沖擊。這種過電壓可能會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿，引發(fā)設(shè)備故障或火災(zāi)。其次，開關(guān)操作不當(dāng)也是引發(fā)過電壓故障的常見原因之一。如果在電網(wǎng)操作中出現(xiàn)操作不規(guī)范、開關(guān)切換過快或過頻等情況，會(huì)導(dǎo)致電流和電壓的突變，從而引發(fā)過電壓。特別是針對(duì)容性電流和感性電流的切換，需要特別注意操作的平穩(wěn)性和協(xié)調(diào)性，以防止過電壓的發(fā)生[4]。此外，負(fù)載變化也可能導(dǎo)致過電壓故障。在電力系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載突然增加或減少時(shí)，可能會(huì)引起電壓的波動(dòng)。如果電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力有限或負(fù)載變化過大，就容易出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象。過電壓可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.5 接地故障

接地故障是指電纜終端及其他設(shè)備的接地系統(tǒng)存在著接地電阻過大、接地線路過長(zhǎng)、接地方式不當(dāng)?shù)葐栴}，導(dǎo)致電纜終端與大地之間存在電勢(shì)差，從而引發(fā)故障。接地故障會(huì)使電流通過非正常路徑流向大地，導(dǎo)致設(shè)備不能正常地工作，電力系統(tǒng)存在安全隱患。具體表現(xiàn)為設(shè)備外殼帶電、電纜終端溫度升高、設(shè)備損壞等。

2 解決方案

2.1 維護(hù)與檢修措施

10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端是電力系統(tǒng)中重要的組成部分之一，其正常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。然而，由于長(zhǎng)期使用和外界環(huán)境的影響，10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端存在一定的故障風(fēng)險(xiǎn)。為了預(yù)防和解決典型故障，以下是維護(hù)與檢修方面的重要措施。

首先，定期絕緣測(cè)試與監(jiān)測(cè)是保證電纜終端正常運(yùn)行的關(guān)鍵措施之一。通過定期進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試、介質(zhì)損耗角正切測(cè)試等絕緣性能檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)潛在的絕緣故障。此外，還可以采用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電纜終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以提前發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)措施。例如，當(dāng)絕緣電阻明顯下降時(shí)，可以通過檢查接頭、清理絕緣表面等方式加以修復(fù)。

其次，檢查接頭的緊固和清潔程度也是解決10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜終端故障的重要方面。定期檢查電纜接頭的緊固情況，確保接頭連接牢固，避免因接頭松動(dòng)引起的故障。同時(shí)，注意接頭的清潔程度，及時(shí)清除污垢和濕氣，防止導(dǎo)致絕緣性能下降。例如，可以采用專用清潔劑對(duì)接頭進(jìn)行清洗，并在接頭表面涂抹絕緣油等保護(hù)措施[5]。

此外，屏蔽層接地的定期檢查與維護(hù)也是非常重要的一項(xiàng)措施。屏蔽層接地的正常工作可以減小干擾電磁場(chǎng)的影響，提高電纜終端的工作穩(wěn)定性。定期檢查屏蔽層接地的連接情況，確保接地良好，并及時(shí)處理接地電阻過大或斷路的問題。例如，在檢查中可以使用接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量，確保接地電阻符合規(guī)范要求。

2.2 故障排除措施

2.2.1 故障定位和診斷

故障定位和診斷是解決10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端典型故障的首要步驟。在發(fā)生故障時(shí)，需要迅速準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，并對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采用以下方法。

首先，可借助故障指示燈等設(shè)備進(jìn)行初步故障定位。故障指示器能夠顯示故障位置的電壓變化情況，通過觀察指示器的提示，可以初步確定故障點(diǎn)所在的區(qū)域，縮小故障范圍。其次，可以進(jìn)行電纜故障測(cè)量。采用高頻耦合法、返回阻抗法等測(cè)量方法，測(cè)量故障點(diǎn)的電纜長(zhǎng)度和距離等參數(shù)，以進(jìn)一步確定故障點(diǎn)的具體位置。最后，在確定故障點(diǎn)后，可以通過紅外熱像儀等設(shè)備進(jìn)行故障點(diǎn)檢測(cè)。紅外熱像儀能夠?qū)﹄娎|終端附近的溫度進(jìn)行掃描，檢測(cè)出異常的高溫區(qū)域，從而精確定位故障點(diǎn)。

2.2.2 絕緣恢復(fù)處理

絕緣恢復(fù)處理是解決10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端典型故障的關(guān)鍵步驟。一旦故障點(diǎn)確定，需要迅速采取措施進(jìn)行絕緣恢復(fù)處理，以保證電纜終端的正常運(yùn)行。以下介紹一些常見的絕緣恢復(fù)處理方法。

首先，對(duì)于絕緣擊穿故障，可以采取局部絕緣修復(fù)的方式。即在故障點(diǎn)附近進(jìn)行絕緣表面清潔，并使用絕緣材料進(jìn)行包裹和修復(fù)，以恢復(fù)絕緣性能。其次，對(duì)于接頭腐蝕、老化等導(dǎo)致的絕緣能力降低的故障，可以進(jìn)行接頭更換或修復(fù)。例如，更換接頭時(shí)，應(yīng)選擇合適的接頭規(guī)格，并采用正確的連接方法，確保接頭連接牢固、絕緣性能良好。此外，對(duì)于絕緣破損的故障，可以進(jìn)行絕緣材料的更換。例如，采用合適的絕緣材料對(duì)破損部位進(jìn)行修復(fù)，確保絕緣完好無(wú)損。最后，對(duì)于絕緣油漏出的故障，應(yīng)及時(shí)檢查漏油原因，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)。例如，可以檢查絕緣油密封性能，更換不合格的密封件，以避免絕緣油的漏出。

2.2.3 接頭修復(fù)或更換

接頭在電纜終端中扮演著連接導(dǎo)線和電纜的重要角色。接頭腐蝕、老化等問題常常會(huì)導(dǎo)致絕緣能力降低，進(jìn)而影響電纜的正常運(yùn)行。因此，在故障排除過程中，接頭的修復(fù)或更換非常重要。

對(duì)于存在腐蝕的接頭，可以采取清潔和防蝕處理的方法。首先，將接頭表面徹底清潔，去除附著物和污垢。其次，使用適當(dāng)?shù)母g處理劑進(jìn)行處理，以去除接頭上的腐蝕物，并使其恢復(fù)到良好的工作狀態(tài)。如果接頭不能修復(fù)或腐蝕嚴(yán)重，就需要進(jìn)行更換。在更換接頭時(shí)，需要注意選擇合適的接頭規(guī)格，并確保連接牢固、導(dǎo)線與電纜之間沒有松動(dòng)。同時(shí)，為了保證接頭與電纜連接的穩(wěn)定性，應(yīng)采用正確的連接方法，并注意保持良好的絕緣性能。

2.2.4 屏蔽層修復(fù)或更換

電纜終端的屏蔽層起著保護(hù)導(dǎo)線免受外界電磁場(chǎng)干擾的作用。如果屏蔽層存在損壞或老化問題，會(huì)導(dǎo)致電磁干擾增加，影響電纜的傳輸性能。因此，對(duì)于損壞的屏蔽層，需要進(jìn)行修復(fù)或更換。

對(duì)于局部損壞的屏蔽層，可以采取局部修復(fù)的方式。例如，使用屏蔽層修復(fù)帶或屏蔽層維修涂料進(jìn)行修補(bǔ)，將損壞部分覆蓋，并保證與原有屏蔽層連接良好。修補(bǔ)后，需要進(jìn)行屏蔽效果測(cè)試，確保修復(fù)后的屏蔽層能夠滿足要求。如果屏蔽層無(wú)法修復(fù)或損壞范圍較大，就需要進(jìn)行更換。更換時(shí)，應(yīng)選擇與原有屏蔽層相匹配的材料，并按照正確的方法進(jìn)行更換。在更換過程中，需要注意確保新的屏蔽層與電纜終端連接緊密，并進(jìn)行必要的絕緣處理，以保證屏蔽層的正常運(yùn)行。

2.2.5 接地故障處理

接地故障是10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端常見的問題之一，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的接地電阻增大或接地線路斷開，進(jìn)而影響電纜終端的正常運(yùn)行。因此，必須定期對(duì)設(shè)備的接地電阻和接地線路進(jìn)行檢查和維護(hù)。

在接地故障排除過程中，首先，需要對(duì)接地電阻進(jìn)行測(cè)試?？梢允褂脤Ｓ玫慕拥仉娮铚y(cè)試儀器，測(cè)量接地電阻值是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。如果接地電阻超過規(guī)定范圍，可能存在接地線路故障或接地電極損壞的情況。此時(shí)，需要查找故障點(diǎn)，并進(jìn)行修復(fù)或更換。同時(shí)，還應(yīng)注意定期檢查接地線路的連接狀態(tài)。檢查接地線路是否松動(dòng)、腐蝕或破損，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，需要進(jìn)行及時(shí)處理?？梢圆扇【o固接頭、清潔接地線路等方法，確保接地線路的良好連接。

2.2.6 過電壓故障的防范和保護(hù)

過電壓是10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端常見的故障之一，可能由雷擊、開關(guān)操作、設(shè)備故障等原因引起。過電壓會(huì)給設(shè)備帶來(lái)巨大的沖擊，導(dǎo)致絕緣損壞甚至設(shè)備燒毀。因此，需要采取相應(yīng)的防范和保護(hù)措施。

例如，安裝過電壓保護(hù)裝置，如避雷器、過電壓保護(hù)器等，用于吸收和消除過電壓沖擊。這些裝置能夠在過電壓出現(xiàn)時(shí)迅速接收和分散電壓，保護(hù)設(shè)備免受損害。此外，在設(shè)備維護(hù)和檢測(cè)方面也需要加強(qiáng)工作。定期檢查絕緣狀態(tài)和接地系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)潛在的故障點(diǎn)?？梢允褂媒^緣電阻測(cè)試儀器對(duì)絕緣狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試，確保其符合要求。另外，在設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)合理規(guī)劃電容補(bǔ)償設(shè)施。電容補(bǔ)償能夠減少電力系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)和過電壓，提高電力質(zhì)量穩(wěn)定性。通過合理設(shè)置電容補(bǔ)償裝置，可有效降低過電壓故障的發(fā)生率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上，10kV 環(huán)網(wǎng)柜電纜終端典型故障及其解決方案的重要性在于提高電纜終端的可靠性和穩(wěn)定性，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)典型故障，可以采取維護(hù)與檢修和故障排除等措施，包括定期絕緣測(cè)試與監(jiān)測(cè)、檢查接頭的緊固和清潔程度、故障定位和診斷、絕緣恢復(fù)處理、接頭修復(fù)或更換等方式。只有加強(qiáng)維護(hù)和檢修工作，才能有效預(yù)防故障的發(fā)生，保障電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。