摘要：本文通过变电站内电缆发生故障的两起案例，分析了变电站内电缆异常运行情况和常见故障发生的原因，并提出预防措施和维护方法，保证变电站电缆安全平稳运转。
关键词：变电站；电缆异常；分析；防范措施
电力电缆在输送电能时有着不可或缺的功能。电力电缆线路在变电站中多用来传送和分配电能。它由电缆本体，电缆接头和电缆终端组成。一般设在地下，也有架空或水下敷设。电缆线与一般线路相比，其长处在于：不受自然天气条件（如雷电，风雨，烟雾，污染等）的影响;不受沿线树木生长的影响；有利于城市环境美化；占地面积小，在一条地下通道内可敷设多条线路;有利于防止触电和安全用电；维护费用小。但也存在以下缺点；长短粗细相同的一段线路，电力电缆线路传输的电流小于架空线，而投资和建设成本却呈指数级增长，并随着电压的增加而增加;故障修复时间也较长。
1.变电站内电缆故障类型及原因
1.1电缆运行接地故障
1.1.2电缆在恶劣环境中运行时，电缆护套被腐蚀失去其保护作用，然后有害物质进入绝缘层使其老化。老化的绝缘层造成击穿电压下降从而导致额定工频电压下的电击穿，最终出现电缆接地故障。
案例一
2017年4月11日，运维人员在110千伏花园变电站日常巡视时发现10千伏北联线1027B相电缆有烧伤痕迹，汇报调度后，立即组织人员现场停电做好安全措施后，将B相电缆挖出，并将电缆解开放至地面，发现B相电缆并未烧伤，只是因为天长日久太阳照晒，绝缘层风化比较严重（图片1）。为了确定电缆是否正常，最后由试验人员进行了绝缘和耐压试验均正常。此次事件因发现及时未造成接地故障，也未造成经济损失。
1.2击穿故障
在日常工作中，因为电缆绝缘层损坏出现的击穿现象，通常被叫做电缆故障。大多数电缆故障都会导致系统接地故障，从而导致开关跳闸和设备损坏。
案例二
2017年6月25日13时40分，调控中心通知35千伏奎屯中心变10千伏母线B相接地事故信息。经调控中心值班人员拉路检查，接地故障点在10千伏库联线1024线路上，线路人员检查认为故障点在变电站内部，通知奎屯中心变运维人员和相关检修人员检查站内设备。运维人员现场检查室外设备引出电缆头处无异常。进入高压室闻到有异味，当拉开后柜门时发现10千伏库联线B相线路侧电缆引线的电缆头已出现击穿烧坏现象。
原因分析：
1.2.1由于开关柜内部空间狭窄，安装电缆头时，它靠近连接到避雷器的铝排。雷雨天气时，对电缆产生冲击，逐渐累积，导致电缆薄弱点击穿，对铝排放电烧毁电缆。
1.2.210kV线路容易发生单相接地。非故障相电压的上升将导致电缆绝缘水平长时间下降，导致击穿以向铝放电。
1.3过负荷故障
在长期过载操作下，电缆很容易老化。在电流的热效应影响下，在超负荷运行期间，流经电缆的负载电流将不可避免地造成导体的加热，并且电荷的趋肤效应和钢坩埚的涡流损耗以及绝缘介质的损失也将产生额外的热量，造成电缆温度升高。经过长时间的过载运行，高温破坏绝缘层，造成绝缘老化，产生电缆故障。夏天的气温较高，电缆绝缘层较薄的地方容易因高温出现击穿，所以大多数的电缆故障在夏天发生。
2.防范措施
2.1加强电缆运行监测
为了使电缆设备一直处于健康运行，减少电缆事故的发生频率，应从四个方面对电缆运行状态进行维护：1.负荷监测，2.温度检测，3.绝缘监测，4.电缆金属护套腐蚀检测。主要项目包括：整理所辖电缆线路的技术档案，增加电缆线路的巡视频率，定期进行电缆预防性测试，增强电缆的防御能力。查找电缆故障的产生原因及恢复办法，并制定相应的维护措施。
2.1.1负荷监视。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常，电缆导体的横截面积，绝缘类型等决定最大电流值，并且通过各种设备检测电缆的负载电流或护套温度，及时作出应对方案，是负荷监控的主要措施，杜绝电缆绝缘因温度过高减少电缆使用年限。数根电缆并联运行时，及时检测电缆电流分布和护套温度，防止电缆过载。
2.1.2温度监视。电缆测温应在夏季或在线路的最大负载下进行。检查电缆的温度，选择分布密度最大处的电缆或散热不好的部分或外部环境温度较高时进行。由于长期过载运行或温度过高会影响电缆的安全运行，所以不能忽视电缆负载电流和外部温度以及接头温度的监测。例如，在正常检查期间很容易忽视电缆及其辅助设备的加热现象。目前，采用远红外成像技术，测量电缆附件接头，外护套，分布密度最大部分或最差的散热，以及重要的接地点处的温度。温度测量时间最好选择高温大负载和保电期间。对于连接到架空线路或室外电缆，应检查终端头是否清洁，是否存在发热，放电和泄漏。在引线的连接点处是否有热量产生，电缆引线封装中是否存在裂缝或漏油，以及接近地面的电缆是否发生碰撞。采用先进的敷设方法，避免承受较大的侧压力，以免损坏外护套。严格电缆装置环境要求。
2.1.3腐蚀监视。为防止电缆的金属护套被腐蚀破坏，要用专业的设备测量电缆线附近的土壤，如果测试结果为阳性，则根据测得的电压值采取相关阴极保护措施或使用排流装置。因为在电缆线附近有潮湿或被生活垃圾覆盖的土壤，则电缆金属护套容易发生化学腐蚀或微生物腐蚀。
2.1.4绝缘监督。根据每条电缆线重要程度的差异，有计划的进行预防性测试，及时找出电缆线路中的薄弱环节，消除可能导致电缆事故的缺陷。预防性实验后，金属套对地有绝缘要求的电缆线还要对其外护套进行直流电压测试，以便发现并解决外护套的缺陷。
2.2正确处理电力电缆故障
2.2.1电缆线发生馈线保护时，重合闸不应运行。一般来说，电缆线的缺陷多数是永久性缺陷，重合闸动作时会扩大缺陷，造成事故，影响电网平稳运行。
2.2.2电缆线路发生馈线跳闸后，要对电缆进行详细检查。主要检测电缆路径是否被挖掘，电缆是否损坏，如有必要，可以继续进一步的检测。
2.2.3电缆线在停用后恢复时，必须重新测试才能投入使用。如果电缆断电超过一周但不到一个月，则应在投入运行前摇动绝缘电阻。如果停电超过一个月但不到一年，必须进行耐压试验，试验电压可以是预防试验电压的一半;如果停电时间超过测试时间，则必须进行预防性测试。
2.3加强电力电缆维护
2.3.1电缆线附近施工时必须派专业人员到现场进行监控，防止出现电缆被挖机破坏。尤其是电缆上方保护设备撤去后，使用相对钝的工具轻轻地挖掘表面土壤层。
2.3.2清扫隧道和电缆沟中的水，污泥和其他碎屑，以确保沟渠清洁无水。
2.3.3电缆终端，根据操作进行停电检查，加强对脏区电缆终端的检查和清洗。
2.3.4电缆线路故障后，必须立刻消除缺陷，防止缺陷范围扩大。
2.3.5定期巡视:掌握电缆线路的基本运行状况。电缆体和附件，结构等是否正常运行。
2.3.6特殊巡视：在恶劣的天气条件下，电缆经过特殊巡逻，以检测在正常天气下难以发现的缺陷。加强对有缺陷和可监控的电缆线路，电源保护电缆线路的检测。
2.3.7夜间巡视：它是在负载达到峰值或浓雾天气下巡视的。主要检查触点是否有热量，电缆头和绝缘体是否有闪光。
2.3.8故障巡视：电缆线路故障后，找到电缆故障点并分析故障原因。
结束语
通过工作实践，本文总结出的经验和方法，极大提高了电力电缆的运行可靠性，保证了电网的长周期安全运行。为操作维护人员做好电力电缆的日常检查和维护，及时发现隐患，防止事故发生，提供有效的方法和措施。
参考文献
[1]“电力电缆维护和维护程序”，第二版，2011年.
[2]江静梁志培“电力电缆故障分析”.
论文作者:吕宗儒,王光伟,聂昌静
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
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