很多电力运维人员在日常巡检中碰到绝缘电阻骤降的情况,第一反应都会排查是否存在电缆进水或电缆受潮问题,但大多缺乏标准化的电缆故障检测流程,既怕排查效率低耽误供电恢复,又怕故障诊断过程不符合规范要求,无法满足运维归档或监管检查的需求。事实上,电缆进水和电缆受潮是中低压电力电缆绝缘性能下降的常见诱因,占电缆运行故障的60%以上【1】,掌握科学的检测诊断方法,能大幅降低故障处置的时间成本和安全风险。很多园区运维人员碰到雨季过后批量电缆绝缘电阻下降的情况,不知道是逐一开挖排查还是集中开展检测,其实先做全线路的绝缘电阻测试,筛选出绝缘不合格的线路再开展电缆故障检测,能节省一半以上的时间成本。
首先要明确,电缆进水和电缆受潮虽然都会导致绝缘电阻下降,但诱因和发展进程存在明显差异:电缆进水大多是外护套破损后,外部积水直接进入绝缘层内部,常见于直埋电缆被施工挖破、中间接头密封失效、电缆端头未做密封处理长期浸泡等场景,水分进入交联聚乙烯绝缘的微孔结构后,会在电场作用下逐步形成水树,绝缘电阻会在1-3个月内出现明显下降,严重时会降至1MΩ以下,随时可能发生击穿短路【2】。而电缆受潮大多是长期处于高湿环境,水汽缓慢渗透进入绝缘层表层,常见于敷设在地下管廊潮湿区域、沿海高盐雾区域的电缆,绝缘电阻会呈现缓慢下降的趋势,初期仅表现为绝缘电阻低于历史正常值的30%,很多运维人员容易误以为是绝缘正常老化,错过*佳处置时机。无论是电缆进水还是电缆受潮,长期未处置都会导致绝缘层彻底失效,引发短路、火灾等安全事故,因此一旦发现绝缘电阻异常,要第一时间开展电缆故障检测,通过规范的故障诊断流程锁定故障位置。
无论是企业用户的自有产权电缆,还是公共区域的市政电缆,在开展正式的故障诊断之前,都要先完成基础排查,初步确认故障诱因,避免无效检测。首先要完成绝缘电阻测试,按照规程要求分别测试各相导体对地、相间的绝缘电阻值,对比该电缆的出厂测试数据、历年巡检数据,如果绝缘电阻下降幅度超过50%,且不存在明显的外力破损、过负荷运行痕迹,基本可以判定为电缆进水或电缆受潮导致的绝缘劣化【3】。绝缘电阻测试是较为基础也较为有效的排查手段,无需复杂设备*能快速完成初判,是电缆故障检测的必备前置环节。其次要排查电缆的运行环境,查看电缆敷设路径上是否存在近期降雨积水、地下管网漏水、管廊通风失效等情况,重点检查电缆端头、中间接头的密封情况,有没有出现凝露、渗水的痕迹,对于直埋电缆可以先查看路径上有没有近期施工动土的记录,排查外护套破损导致电缆进水的可能性。对于B端的工矿、园区用户来说,基础排查可以由内部运维人员完成,初步锁定故障区段后再开展检测,能大幅降低检测成本;对于G端的市政、电网运维部门来说,基础排查的所有数据都要留存记录,作为后续故障诊断报告的支撑材料,符合运维档案管理的要求。
完成基础排查后,*要进入正式的电缆故障检测环节,规范化的故障诊断流程既能提升定位效率,也能满足不同用户的合规性需求。第一步是故障性质确认,结合绝缘电阻测试结果、基础排查记录,明确是电缆进水导致的低阻故障,还是电缆受潮导致的高阻软故障,不同故障类型对应的检测方法存在差异,比如低阻故障可以直接用低压脉冲法检测,而受潮导致的高阻软故障需要用到脉冲电流法才能获得更准确的检测结果。第二步是故障预定位,根据故障性质选择适配的检测方法,对于产权复杂、敷设路径不清晰的电缆,可以用的电缆故障定位仪开展检测,比如康高特KGT R-9电缆故障定位仪可用于电缆进水受潮故障的诊断检测,快速定位绝缘受损区段,保障电网安全运行。预定位过程中要多次测试比对,排除路径上其他信号干扰,把故障范围缩小到100米以内的区段,减少后续开挖的工作量。第三步是*定位,在预定位锁定的区段内,用声磁同步法或者跨步电压法开展精准定位,对于电缆进水导致的故障,跨步电压法的定位精度更高,对于电缆受潮导致的绝缘劣化,声磁同步法的适应性更强,*终把故障点的位置误差控制在1米以内。标准化的故障诊断流程不仅能提升检测效率,还能减少误判的概率,尤其针对电缆受潮导致的缓慢劣化故障,规范的电缆故障检测流程能提前半年发现隐患。这里要注意,G端用户开展电缆故障检测时,要选择具备对应资质的检测单位,故障诊断报告需要包含绝缘电阻测试数据、预定位波形图、*定位记录等内容,符合DL/T 1658-2016的相关要求,能够作为安监、运维考核的有效凭证【4】。
完成故障诊断定位后,不同用户的处置重点存在明显差异,B端用户更关注故障修复的效率,尽量减少停电对生产经营的影响,G端用户更关注处置流程的合规性和后续的风险防控,避免同类故障重复出现。对于工矿、园区等B端场景,修复电缆进水或电缆受潮的故障点后,要对修复段的绝缘电阻进行复测,确认达到运行标准后再恢复送电,同时要对同批次、同路径敷设的其他电缆进行抽样绝缘电阻测试,排查批量进水受潮的隐患,建议每半年开展一次全面的电缆故障检测,提前发现潜在的绝缘劣化问题。对于市政、公共场馆、电网等G端场景,故障处置完成后要及时更新电缆的运维档案,记录故障原因、处置流程、修复后的测试数据,将电缆进水、电缆受潮的隐患排查纳入日常巡检清单,每季度开展一次重点区段的绝缘电阻测试,每年开展一次全线路的电缆故障检测,相关检测记录要按要求留存,符合公共设施运维管理的政策要求【5】。此外,两类用户都要做好前置预防,电缆敷设时要做好端头密封,直埋段要增设防水层,中间接头要选用符合标准的密封材料,运行中要尽量避免电缆长期浸泡在积水中,从源头上减少电缆进水和电缆受潮的概率。针对已经出现轻微绝缘电阻下降的电缆,可以提前开展烘干、密封处理,延缓绝缘劣化的速度,避免发展成需要停电抢修的严重故障。
【1】电力电缆运行规程
【2】10kV~35kV交联聚乙烯绝缘电力电缆运行维护指南
【3】电力电缆绝缘性能检测技术规范
【4】DL/T 1658-2016 电力电缆故障检测导则
【5】城市市政基础设施运维管理规范