配電線路配電電纜運行技術要點剖析

貴州電網有限責任公司遵義市郊供電局 陳朝陽 胡在江

配電電纜作為配電網核心組成部分，其運行狀態決定電能輸送質量，但由于配電網覆蓋范圍大，各段配電電纜所處運行環境不同，運行技術應用難度增大。相關人員應重視運行技術的應用，根據電纜所處運行環境特點，創新運行技術應用策略，預防電纜運行中可能出現的故障，確保配電電纜長期處于穩定運行狀態。本文以某公司為例，對配電線路配電電纜運行技術要點進行剖析。

1 配電線路配電電纜故障特征分析

1.1 單相接地故障穩態與暫態分析

研究配電電纜運行技術應用要點之前，須分析電纜的故障特征，作為應用運行技術的參考依據，以便技術人員明確電纜的運行特點，一旦發現故障，快速查明故障原因并排查故障，降低電纜故障的不良影響。第一，穩態故障分析，三相平衡狀態下，線路中基波零序電流可表示為：

3IO1=j3U0ωC1

其中，U0為零序電壓，ω 為角頻率，C 為電容，而故障情況下，電纜的基波零序電流計算方式為：

3IO2=-3（IO1+…+Ion）

公式各符號含義同上，由此可見，故障電纜的電流確定，按照電纜中零序電流的方向與大小，便可判定電纜的運行情況。

第二，暫態故障分析，發現難度相對較高，需借助外力放大變化幅值，借此發現故障，用于分析暫態故障的公式為：

公式中，U 為電壓幅值，C 為電容總和，L 為電感，R 為等效電阻，計算結果作為故障選線參考[1]。

1.2 單相接地故障分段定位

如何定位電纜故障，也是電纜運行技術應用中的研究重點，當電纜處于正常運行狀態時，電纜中三相電流的和為0，假如電纜中出現故障，三相電流的和會發生變化，一旦工作人員發現某路段電纜電流和不為0，即代表該段電纜存在故障。檢驗電路的中性點電壓，可實現故障分段定位，電壓的計算公式為：

式中，E 為電動勢，R 為接地電阻，C 為對地電容，依據該計算結果，工作人員判定電纜是否存在故障，并根據計算結果，確定電路的故障位置。運行技術應用中，相關人員要尤其重視故障特征分析，準確識別電纜故障，以便迅速采取措施處理故障，恢復電纜的運行狀態，確保電能被穩定輸送。

2 配電線路配電電纜運行技術要點

2.1 優化配電線路設計

合理配電線路設計，降低電纜運行技術的應用難度，從源頭防止配電電纜發生故障的可能性，為提高技術的應用效果，工作人員要優化配電線路的設計方案，克服外界因素的不良影響，確保使用的電纜性能達到運行標準，各類配電網電纜耐高溫性能標準見表1。配電裝置是線路的重要組成部分，選擇配電裝置時，要分析電纜的運行環境，確定該環境中運行配電裝置需具備的能力，如抗振能力、減噪能力等，同時注意配電裝置的高度設計，保證設計的配電裝置性能穩定。

表1 電纜設計標準

表2 常見導體壓接鉗型號

導體的選擇是電纜設計的重中之重，應作為工作人員的工作重點，基于線路架設區域的實際環境，明確導體可承受的溫度標準，基于該標準選擇合適材料制成的導體，普通導線應能夠承受70℃的運行溫度，特殊導體可承受80℃的運行溫度。如設計的導線被其他材料所覆蓋，工作人員可依據實際運行需要，適當調整導線的運行標準，以確保設計的導線具有較高的應用價值，降低電纜的故障率，減輕電纜運行維護人員的工作壓力[2]。

2.2 完善電纜維護制度

2.2.1 基礎維護

完善維護制度，有助于及時發現電纜中存在的故障，縮短發現故障的時間，最大限度降低故障的不良影響，為運行技術的應用創造基礎條件，方便工作人員發現可能影響電纜運行的因素，提前采取措施預防風險的發生，使電纜長期處于穩定運行狀態。觀察電纜所處環境的特點，如電纜架設區域堆放垃圾，要及時清理，清除電纜周圍可能損壞電纜的因素，保護電纜結構完整。

檢查電纜外部保護層的情況，避免保護層被有毒有害物質所腐蝕，內部導線裸露于空氣之中，一旦發現保護層被破壞，要及時采取措施修補保護層，通常需使用壓接鉗，常見液壓鉗有以下幾種，工作人員須按照實際需要，選擇合適的壓接鉗，通常選擇出力值固定為12t 的機械型。在電纜周圍設置電纜保護區，保護區邊界與電纜之間的距離最少為1m，保護安裝明顯的警示標識，阻止車輛或機械設備等進入保護區，為電纜營造良好的運行環境，避免電纜被磨損。

2.2.2 設施運行維護

電纜故障中70%為設施發熱引發，優化設備運行維護技術，可降低設施發熱的可能性，以免配電電纜出現故障，影響配電網的正常運行，為充分體現配電電纜技術的應用價值，相關人員要尤其重視設備的維護，確保電路中各終端設備運行狀態良好。定期檢查設備的運行狀態，判斷設施結構是否完整，同時關注設施的標牌，確保標牌內容清晰且準確，如設施結構被磨損或標牌信息不實，需及時更換終端設施，以免終端設施運行中出現問題。

尤其重視防火設施的性能檢驗，確保該設施的防火性能達到標準，如使用電纜為阻燃電纜，應借助信息技術分析電纜燃燒產煙量，判斷透光率是否達到標準，確保電纜運行中不會發生嚴重的安全事故。如設施維護中，涉及電纜穿管連接，需控制電纜的插入尺寸，最佳插入深度應為連接管直徑的1.1至1.8倍，完成電纜連接后，使用粘合劑處理外部，確保連接管被密封。除此之外，注意鋪設電纜使用的管溝，判斷其內部是否為干燥、潔凈狀態，倘若管溝內有積水，要采取措施清理管溝內積水，并清除管溝中堆積的污染物，防止管溝被堵塞，配電電纜穩定的運行狀態受到影響。

2.2.3 防雷維護

應用電纜運行技術的過程中，應重視電纜防雷能力的提升，針對電纜布設區域的實際情況，采取合適的防雷維護措施，排除雷電對電纜運行的影響，常用防雷維護措施有以下幾種。第一，架設避雷線。有效的電纜防雷措施，在配電網中起到屏蔽電纜的作用，避雷線的繞擊率越小，屏蔽效果越好，通常情況下，電纜避雷線的保護角設置為20°或30°，超高壓配電線中，避雷線的保護角一般設置為15°，同時降低桿塔的接地電阻，避雷能力要求較高區域，也可使用降阻劑。

第二，在線路中設置避雷器。該避雷裝置反應快且重量輕，安裝在線路中不會增加線路的負擔，安裝時須注意相鄰桿塔要同時安裝，并沿桿塔為避雷器單獨設置接地線，接地線的橫截面積不可小于25mm2，將接地電阻的影響降至最低。

第三，接地線埋設。埋設方向與電纜布設方向一致，埋設數量依據實際避雷需要，通常情況下，埋設1至2根即可，埋設線與接地裝置相連，能夠降低土壤的電阻率，已有研究發現，應用該方法避雷后，電纜運行10年內，僅發生一次雷擊，電纜被雷擊后跳閘率下降幅度高達40%[3]。

2.3 電纜故障管理

2.3.1 故障排查

排查電纜故障，是維護電纜穩定運行狀態的關鍵，也是電纜運行技術的核心，為此相關部門要完善故障排查制度，落實運行維護責任，要求相關人員嚴格按照規章制度，完成電纜故障的排查工作，彰顯電纜運行技術的應用價值，約束配電運行維護與管理人員的工作方式。首先，要規范配電電纜故障的排查與處理流程，要求相關人員依據規定的流程，制定故障排查方案，準確識別電纜中存在的故障，針對故障的形成原因，研究處理故障的策略，保證故障處理策略的實際可行性。

其次，合理選擇故障排查方法，常用故障排查法有電阻電橋法、電感沖閃法與音頻法，各種排查方法的適用范圍不同，如采用電感沖閃法，須注意待測電纜的耐壓等級，控制沖擊電壓的幅度，最高不可超過電纜正常電壓的1.5倍，排查中還要重視周邊噪聲的控制，如噪聲過大，會影響排查結果的準確性。

最后，按照故障排查結果，擬定故障處理方案，如電纜出現破損需修補，要檢測電纜的折斷情況，如斷裂面積達到橫截面積的15%，適用冷壓法連接電線，并在連接后修補電纜表面的保護層。故障排查流程如下：逐一排查電纜—確定故障點—故障檢測—測量故障電纜絕緣電阻—判斷故障性質—制定解決方案。

2.3.2 維修計劃制定

基于故障排查與分析結果，制定故障維修計劃，是處理故障的關鍵步驟，作為指導維修工作開展的基礎資料，工作人員要將維修計劃的制定作為工作重點，依據故障的形成原因，制定實用性最強的維修計劃，順利完成故障處理工作，恢復電纜的運行狀態。根據電纜故障排查結果，確定電纜維修的級別，確認是展開局部維修，還是整體大修，據此確定電纜維修內容。

隨后依據維修內容，計算完成維修工作須使用的材料，擬定材料采購計劃，保證維護可用材料充足，可支持維修人員順利完成維修任務，當維修規模較大時，要細化維修計劃的內容，明確各項維修工作的驗收標準。

2.4 加強備品管理

質量良好且充足的物資，有助于維護與管理工作的順利開展，為此相關人員應加強備品管理，確保備品儲存期間，性能始終良好，滿足相關工作的開展需要。依據電纜的長度，確認備品的總量，電纜長度超過10km，備品的總量一般為電纜總長度0.25%至0.5%之間，短于10km 的電纜，備品量為電纜中長度的0.5%。由于電纜運行維護與管理涉及備品種類較多，且不同型號的電纜規格不同，見表3。

表3 不同型號電纜的橫截面積

為此，在備品管理過程中，要分類管理備品，標注各類型備品的規格信息，以便工作人員可快速識別需使用的備品，提高維護與管理效率。針對備品的特點，優化備品的存儲環境，隨時監控備品儲存區域的溫度、濕度等，以免備品儲存過程中性能下降，影響使用效果。

2.5 建立電纜運行狀態監測系統

信息技術發展迅速，改變各行業的工作開展模式，電力行業也可引入信息技術，創新電纜運行狀態監測方式，建立基于信息技術的監測系統，減輕工作人員的工作壓力。

讓電纜運行維護與管理人員參與系統功能設計，真實了解電纜運行狀態監測需要，設計具有實際應用價值的監測系統，能夠替代人力遠程監測電纜，采集相關信息，判斷電纜的運行狀態，降低工作人員接受監測系統的難度，主動使用系統快速完成工作任務；重視初始化程序的設計，該系統的初始化流程如圖1所示，用戶可按照自身需要，選擇系統的啟動方式，支持用戶閃存、系統內存與嵌入式SRAM 三種啟動方式，決定系統的運行效果。并且，安排專業技術人員負責系統的維護，及時發現系統中存在的漏洞并修復，確保系統穩定運行。

圖1 系統初始化流程