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摘要：随着人们生产生活对电力资源的依赖性不断提升，高压电力电缆在电网输变电中的应用范围不断扩大，其运行状况直接关系到电网运行的稳定性和可靠性，所以受到社会各界的高度关注，本文以10kV高压电缆头故障为例，针对其故障检测方法和预防途径展开研究，为提升电网整体的运行可靠性做出努力。
关键词：10kV高压电缆头；故障；检测与预防
前言：
电缆相比架空线路，具有占地面积少、对市容影响小、可靠性高、受环境制约因素少等优势，所以在城市电网中得到广泛的应用，但在实践中发现电缆终端头和电缆中间头等电缆附件是电缆故障的高发结构，直接影响电缆的性能发挥，所以针对10kV高压电缆头故障检测与预防展开研究具有重要的现实意义。
一、10kV高压电缆头故障检测分析
（一）10kV高压电缆头故障检测的原理分析
现阶段将10kV高压电缆头故障的原因分为厂家制造原因、外力破坏和制作工艺缺陷三种，其中制作工艺缺陷故障检测的难度相对最大，所以其是故障检测分析的主要对象，10kV高压电缆头制作工艺会导致故障发生的原因是：10kV高压电缆的线芯外存在接地屏蔽层，与导电线芯形成径向分布的电场，出现从导线沿半径向屏蔽层扩展且分布均匀的电力线，在电缆头制作的过程中需要将屏蔽层除去，这必然使电缆的电场分布发生变化，甚至生成对绝缘具有消极影响的切向电场，此时被除去屏蔽层的芯线电力线的电力线不断的在屏蔽层端口处集中，使屏蔽层端口处成为最容易被击穿的位置。为保证电缆的正常使用，应对集中的电力线进行有效的分散，通常会选择中介常数在20-30之间，体积电阻率在每厘米108-1012欧之间的材料制成电应力控制管，并将其固定在屏蔽层的断口位置，但电缆本体芯线外表面的形状决定，芯线和屏蔽层的距离并不完全一致，在电缆中形成的电缆强度会存在差异，这会影响电缆绝缘，而要实现电缆内部电场的一致，需要将圆形的半导体层固定于芯线的外表面，使主绝缘层的厚度均匀，但在实际制作的过程中，通常忽视电缆头绝缘管和半岛电层搭接的标准，盲目使用胶带对芯线进行固定，直接将受潮或存在损伤的电缆接入，这均可能导致10kV高压电缆头故障。
图 1 案例10kV高压电缆头故障解相剖图
（二）10kV高压电缆头故障检测的过程分析
在制作工艺不满足上述要求的情况下，将会直接导致10kV高压电缆头在运行的过程中因绝缘最薄弱而发生故障，所以在故障检测的过程中，首先应对外观进行检查，确定是否发生击穿烧蚀或存在熏黑现象；然后对故障相进行解体分析，判断其是否满足电缆终端绝缘管应与半导电层搭接、现场安装工艺、主绝缘表面、电缆终端等工艺方面的要求。
图 2 现阶段常用的故障指示器照片
例如某10kV高压电缆头在发生故障后，通过外观检测发现，其终端某相半导电层屏蔽层断口位置出现击穿问题，而且烧蚀严重，另外的两相表面也存在熏黑的痕迹，图1为案例10kV高压电缆头故障解相剖图；在对未发生故障的两项进行解体分析发现，此两项的半导电层屏蔽层断口位置被胶带绕包，说明该电缆头绝缘管与半导电层搭接的情况并不满足实际的需要，另外电缆头绝缘管与半导电层的搭接仅有25毫米，相比国家的相关规定少30毫米，加大了故障发生的可能，在整个解体观察的过程中，未在电缆头处发现切痕，而且主绝缘处不存在损伤，电缆未受潮，这在一定程度上说明此电缆头故障的发生主要受前两种原因导致。在对发生故障的线芯进行解体发现，屏蔽层和电缆半导电层的断口位置出现烧蚀问题，甚至出现纵向距离在30毫米作用的凹槽，这在一定程度上反映出该电缆头短路放电较严重；另外，在半导电层屏蔽层断口的位置也存在绕包胶带的现象，说明该电缆头绝缘管与半导电层搭接的情况未达标，此时电缆头绝缘管与半导电层的搭接仅有20毫米，相比国家的相关规定少35毫米，而且半导电层屏蔽层的剥离整齐性、主绝缘表面的完整性等也不能满足相关的要求，使电缆电场发生畸变的可能性提升。结合以上观察和分析，可以判定半导电层不存在屏蔽层的断口位置绕包胶带和绝缘管与半导电层的搭接不达标两处制作工艺是导致故障发生的主要原因，其他不满足要求的情况会使电场畸变的程度更严重，所以也需要进行完善，否则会继续产生消极影响，如主绝缘表面受损等问题，总而言之，此次10kV高压电缆头故障是制作工艺引起。
二、10kV高压电缆头故障预防途径
首先，现阶段10kV高压电缆头故障与制作工艺之间具有密切的关系，所以要对制造厂电缆附件的安装、制作工艺进行不断的规范，使其严格以制造厂要求的质量控制点和工艺进行应用，减少因经验施工或盲目施工而导致的10kV高压电缆头故障发生；其次，在制作的过程中应使用专业的工具，防止在制作的过程中相线、主绝缘体等发生损伤，例如在制作的过程中合理的应用限深刀对降低主绝缘体在剥离屏蔽层时被人为损伤的概率，防止其表面出现刮痕具有积极的作用；再次，在电缆头制作、安装的过程中应全面的落实现场质量管理制度，杜绝无施工资质及不满足要求的人员盲目施工，以此降低10kV高压电缆头故障的发生概率；另外，在日常检修的过程中重点普查故障高发10kV高压电缆头的同批次产品的制作工艺，并分析其是否发生绝缘问题，针对性的进行故障预防和排除，这对缩减10kV高压电缆头故障也具有积极的作用，但对10kV高压电缆头维护和检修等相关工作提出了更高的要求。
以上预防措施均以制作工艺中存在问题的情况进行预防，但在10kV高压电缆头运行的过程中还存在因外界破坏而产生的故障，如雷击、人为破坏、建筑破坏等，但此类破坏发生的可能性较小，在10kV高压电缆头广泛分布的情况下，预防的难度较大，所以长期针对此类故障通常进行事后处理，现阶段随着科技的进步，人们尝试将故障指示器安装在10kV电缆网络线路中，对准确定位电缆头故障具有积极的作用，图2为现阶段常用的故障指示器图片。
结论：
通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到10kV高压电缆头故障对电网整体运行状态的影响，并有意识的在全面认识其故障产生的原因的基础上，对其检测与预防方法进行探索，这是现代电网维护手段更加全面的体现，应在不断完善的同时积极推广应用。
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论文作者:邱健锋
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/8/3
标签：电缆论文; 故障论文; 高压论文; 屏蔽论文; 发生论文; 断口论文; 制作工艺论文; 《基层建设》2016年9期论文;