对于负责配网运维的电力企业、工矿后勤团队以及市政供电管理部门而言,配网电缆作为覆盖终端用户的核心供电载体,一旦出现电缆故障,不仅会造成区域供电中断,影响生产生活秩序,严重时还可能引发触电、火灾等安全事故。不少运维人员在实际工作中经常遇到故障类型识别难、排查效率低、处置不符合规范的问题,本文结合行业标准与一线实操经验,梳理配网电缆常见故障特征、标准化故障处理流程以及配网运维优化方向,为不同主体的日常工作提供参考。
根据《10kV配网电缆运行维护规程》中的分类定义【1】,当前配网电缆的电缆故障可以分为五大类,不同故障类型的诱因和外在表现存在明显差异,是故障排查阶段的核心判断依据。
首先是开路故障,这类故障表现为电缆芯线完全或部分断开,供电回路处于断路状态,多由外力施工挖断、电缆长期过载导致芯线熔断、敷设时拉力过大拉断芯线等情况引发,外在表现为故障段后端完全无供电电压,排查难度相对较低。
第二类是短路故障,指电缆两相或三相芯线之间出现直接导通的情况,多由绝缘层老化破损、外力穿刺导致芯线接触引发,短路故障发生时往往会伴随上级保护装置跳闸,部分故障点会有明显的烧蚀痕迹,极端情况下还会出现电缆外皮爆裂的情况。
第三类是接地故障,是所有故障类型中占比较高的一类,通常占配网电缆故障总量的60%以上,指芯线与电缆外护套、接地层或大地之间出现导通,可分为高阻接地和低阻接地两类,低阻接地故障的表现与短路故障类似,高阻接地故障则往往只会出现电压异常、零序电流告*等隐性表现,很难通过直观观察定位。
第四类是闪络故障,属于隐蔽性较强的故障类型,指电缆绝缘层存在局部缺陷,只有在电压达到一定阈值时才会出现击穿导通的情况,正常运行状态下往往没有明显异常,多在雨季、负载突增等场景下发作,不少间歇性停电的问题都和这类故障类型有关。
第五类是渗漏故障,指电缆外护套或中间接头的密封结构破损,水分进入电缆内部导致绝缘层受潮,这类故障初期不会直接引发供电中断,但会大幅缩短电缆的使用寿命,逐步发展为接地或闪络故障,多由电缆敷设时外护套被剐蹭、中间接头施工密封不到位、长期浸泡在积水区域等原因引发。
针对不同故障类型的识别,现在行业内已经有成熟的检测工具可供选择,比如康高特KGT R-9电缆故障定位仪专为配网电缆故障定位设计,可快速诊断各类配网电缆故障类型,大幅降低一线运维人员的识别难度。
不管是企业自用的配网电缆还是公共区域的市政配网电缆,故障处理都要遵循“先复电、后抢修,先主线、后支线”的原则,同时符合对应的行业规范要求,完整的故障处理流程分为五个核心环节【2】。
第一个环节是故障研判与初步隔离,收到供电告*信息后,运维人员首先要通过配网自动化系统核对故障区域的电流、电压数据,区分是用户侧故障还是配网电缆故障,确定故障范围后第一时间断开故障段的上下游隔离开关,避免故障范围扩大,同时通过转供电的方式优先恢复非故障段用户的供电,降低停电带来的损失。
第二个环节是故障定位与现场核验,初步确定故障段后,运维人员要携带对应的检测设备到现场排查,根据初步预判的故障类型选择对应的检测方法,比如开路、低阻短路、低阻接地故障可以采用低压脉冲法检测,高阻接地、闪络故障可以采用高压闪络法检测,定位到具体的故障点位后,还要通过开挖、核验的方式确认故障点的实际情况,避免定位偏差带来的无效施工。
第三个环节是故障点修复处置,确认故障点情况后,要根据故障的严重程度选择对应的处置方案,如果只是绝缘层局部破损、中间接头受潮等小范围问题,可以通过削除故障层、重做绝缘密封的方式修复,如果是芯线熔断、整段电缆受潮碳化等情况,则需要更换整段故障电缆,所有的修复操作都要满足电力电缆施工工艺规范的要求,避免修复后再次出现同类故障。
第四个环节是性能测试与供电恢复,修复作业完成后,不能直接合闸供电,要先对修复段的配网电缆做绝缘电阻测试、工频耐压测试,测试结果符合运行要求后,再拆除现场的安全措施,按照操作规程逐步恢复故障段的供电,确认供电正常后还要持续监测1-2小时的运行数据,没有异常才能正式结束抢修作业。
第五个环节是溯源分析与台账更新,故障处理完成后3个工作日内,运维团队要完成故障分析报告的编写,明确故障的诱因、处置过程、整改措施,同时更新配网电缆的运行台账,记录故障发生的时间、位置、类型、处置方式等信息,为后续的配网运维工作提供数据参考。对于市政公共区域的配网电缆,还要同步将故障位置、修复后的管线信息同步到地下管线管理平台,避免后续施工对电缆造成二次破坏。
相比于故障发生后的被动处置,在日常配网运维阶段提前排查隐患、降低电缆故障发生率,是控制运维成本、保障供电可靠性的核心手段,结合《配网设备运行状态评价导则》的要求【3】,运维团队可以从三个方面优化日常工作。
首先是建立常态化的隐患排查机制,针对不同路段的配网电缆制定差异化的巡检周期,重载路段、施工密集区域的电缆每两个月开展一次专项巡检,普通路段的电缆每季度开展一次常规巡检,巡检内容包括外护套完整性检测、接地电流检测、红外测温、中间接头温度监测等,每年对所有配网电缆开展一次全面的绝缘电阻测试和耐压测试,及时发现绝缘老化、受潮等早期隐患,提前处置避免发展为实际故障。
其次是完善配网电缆的台账管理,所有新敷设的配网电缆要及时将敷设路径、规格参数、中间接头位置、施工单位等信息录入运维管理系统,老线路的台账也要逐步补全,确保故障发生时可以第一时间调取完整的线路信息,提升排查效率。同时要建立线路运行状态的动态评价机制,根据运行年限、故障历史、负载率等数据对电缆的健康状态做分级,针对健康状态较差的线路优先安排改造,减少老旧线路的故障发生率。
*后是做好外力破坏的防控工作,外力破坏是引发配网电缆故障的主要诱因之一,占所有故障的40%以上,运维团队要在电缆路径上方设置明显的*示标识,针对周边的施工项目,要提前和施工单位做管线交底,明确电缆的位置和深度,必要时安排专人做现场旁站,避免施工过程中挖断电缆。同时要定期排查电缆路径周边的积水、沉降问题,及时处理电缆沟积水、路面沉降挤压电缆等隐患,降低环境因素引发的故障概率。
对于B端的工矿企业、商业园区的运维团队来说,除了要保障故障处理的效率之外,还要符合安全生产的相关要求,所有的配网运维人员都要具备对应的电工操作资质,故障处理过程中的安全措施要符合电力安全工作规程的要求,故障处置记录、检测报告要完整留存,以备安全生产检查。对于外包配网运维服务的企业,要选择具备相应电力工程施工资质的团队,明确故障处置的响应时效、质量标准,避免不合规的处置带来后续的安全隐患。
对于G端的市政管理、能源监管等部门来说,重点要关注故障处置的规范性和数据上报的准确性,公共区域的配网电缆故障处理过程中涉及道路开挖的,要符合市政施工的相关规范要求,提前办理施工许可,做好现场的交通疏导和安全防护。故障处理完成后要按照要求向能源监管部门上报故障分析报告,涉及较大面积停电的还要按照《电力安全事故应急处置和调查处理条例》的要求配合做好事故调查工作【4】。同时要定期对辖区内的配网电缆运行情况做统计分析,出台对应的管理要求,提升区域整体的供电可靠性。
参考文献
【1】 10kV配网电缆运行维护规程
【2】 城市配电网故障处置导则
【3】 配网设备运行状态评价导则
【4】 电力安全事故应急处置和调查处理条例