對于負責配網運維的電力企業、工礦后勤團隊以及市政供電管理部門而言,配網電纜作為覆蓋終端用戶的核心供電載體,一旦出現電纜故障,不僅會造成區域供電中斷,影響生產生活秩序,嚴重時還可能引發觸電、火災等安全事故。不少運維人員在實際工作中經常遇到故障類型識別難、排查效率低、處置不符合規范的問題,本文結合行業標準與一線實操經驗,梳理配網電纜常見故障特征、標準化故障處理流程以及配網運維優化方向,為不同主體的日常工作提供參考。
根據《10kV配網電纜運行維護規程》中的分類定義【1】,當前配網電纜的電纜故障可以分為五大類,不同故障類型的誘因和外在表現存在明顯差異,是故障排查階段的核心判斷依據。
首先是開路故障,這類故障表現為電纜芯線完全或部分斷開,供電回路處于斷路狀態,多由外力施工挖斷、電纜長期過載導致芯線熔斷、敷設時拉力過大拉斷芯線等情況引發,外在表現為故障段后端完全無供電電壓,排查難度相對較低。
第二類是短路故障,指電纜兩相或三相芯線之間出現直接導通的情況,多由絕緣層老化破損、外力穿刺導致芯線接觸引發,短路故障發生時往往會伴隨上級保護裝置跳閘,部分故障點會有明顯的燒蝕痕跡,極端情況下還會出現電纜外皮爆裂的情況。
第三類是接地故障,是所有故障類型中占比較高的一類,通常占配網電纜故障總量的60%以上,指芯線與電纜外護套、接地層或大地之間出現導通,可分為高阻接地和低阻接地兩類,低阻接地故障的表現與短路故障類似,高阻接地故障則往往只會出現電壓異常、零序電流告警等隱性表現,很難通過直觀觀察定位。
第四類是閃絡故障,屬于隱蔽性較強的故障類型,指電纜絕緣層存在局部缺陷,只有在電壓達到一定閾值時才會出現擊穿導通的情況,正常運行狀態下往往沒有明顯異常,多在雨季、負載突增等場景下發作,不少間歇性停電的問題都和這類故障類型有關。
第五類是滲漏故障,指電纜外護套或中間接頭的密封結構破損,水分進入電纜內部導致絕緣層受潮,這類故障初期不會直接引發供電中斷,但會大幅縮短電纜的使用壽命,逐步發展為接地或閃絡故障,多由電纜敷設時外護套被剮蹭、中間接頭施工密封不到位、長期浸泡在積水區域等原因引發。
針對不同故障類型的識別,現在行業內已經有成熟的檢測工具可供選擇,比如康高特KGT R-9電纜故障定位儀專為配網電纜故障定位設計,可快速診斷各類配網電纜故障類型,大幅降低一線運維人員的識別難度。
不管是企業自用的配網電纜還是公共區域的市政配網電纜,故障處理都要遵循“先復電、后搶修,先主線、后支線”的原則,同時符合對應的行業規范要求,完整的故障處理流程分為五個核心環節【2】。
第一個環節是故障研判與初步隔離,收到供電告警信息后,運維人員首先要通過配網自動化系統核對故障區域的電流、電壓數據,區分是用戶側故障還是配網電纜故障,確定故障范圍后第一時間斷開故障段的上下游隔離開關,避免故障范圍擴大,同時通過轉供電的方式優先恢復非故障段用戶的供電,降低停電帶來的損失。
第二個環節是故障定位與現場核驗,初步確定故障段后,運維人員要攜帶對應的檢測設備到現場排查,根據初步預判的故障類型選擇對應的檢測方法,比如開路、低阻短路、低阻接地故障可以采用低壓脈沖法檢測,高阻接地、閃絡故障可以采用高壓閃絡法檢測,定位到具體的故障點位后,還要通過開挖、核驗的方式確認故障點的實際情況,避免定位偏差帶來的無效施工。
第三個環節是故障點修復處置,確認故障點情況后,要根據故障的嚴重程度選擇對應的處置方案,如果只是絕緣層局部破損、中間接頭受潮等小范圍問題,可以通過削除故障層、重做絕緣密封的方式修復,如果是芯線熔斷、整段電纜受潮碳化等情況,則需要更換整段故障電纜,所有的修復操作都要滿足電力電纜施工工藝規范的要求,避免修復后再次出現同類故障。
第四個環節是性能測試與供電恢復,修復作業完成后,不能直接合閘供電,要先對修復段的配網電纜做絕緣電阻測試、工頻耐壓測試,測試結果符合運行要求后,再拆除現場的安全措施,按照操作規程逐步恢復故障段的供電,確認供電正常后還要持續監測1-2小時的運行數據,沒有異常才能正式結束搶修作業。
第五個環節是溯源分析與臺賬更新,故障處理完成后3個工作日內,運維團隊要完成故障分析報告的編寫,明確故障的誘因、處置過程、整改措施,同時更新配網電纜的運行臺賬,記錄故障發生的時間、位置、類型、處置方式等信息,為后續的配網運維工作提供數據參考。對于市政公共區域的配網電纜,還要同步將故障位置、修復后的管線信息同步到地下管線管理平臺,避免后續施工對電纜造成二次破壞。
相比于故障發生后的被動處置,在日常配網運維階段提前排查隱患、降低電纜故障發生率,是控制運維成本、保障供電可靠性的核心手段,結合《配網設備運行狀態評價導則》的要求【3】,運維團隊可以從三個方面優化日常工作。
首先是建立常態化的隱患排查機制,針對不同路段的配網電纜制定差異化的巡檢周期,重載路段、施工密集區域的電纜每兩個月開展一次專項巡檢,普通路段的電纜每季度開展一次常規巡檢,巡檢內容包括外護套完整性檢測、接地電流檢測、紅外測溫、中間接頭溫度監測等,每年對所有配網電纜開展一次全面的絕緣電阻測試和耐壓測試,及時發現絕緣老化、受潮等早期隱患,提前處置避免發展為實際故障。
其次是完善配網電纜的臺賬管理,所有新敷設的配網電纜要及時將敷設路徑、規格參數、中間接頭位置、施工單位等信息錄入運維管理系統,老線路的臺賬也要逐步補全,確保故障發生時可以第一時間調取完整的線路信息,提升排查效率。同時要建立線路運行狀態的動態評價機制,根據運行年限、故障歷史、負載率等數據對電纜的健康狀態做分級,針對健康狀態較差的線路優先安排改造,減少老舊線路的故障發生率。
*后是做好外力破壞的防控工作,外力破壞是引發配網電纜故障的主要誘因之一,占所有故障的40%以上,運維團隊要在電纜路徑上方設置明顯的警示標識,針對周邊的施工項目,要提前和施工單位做管線交底,明確電纜的位置和深度,必要時安排專人做現場旁站,避免施工過程中挖斷電纜。同時要定期排查電纜路徑周邊的積水、沉降問題,及時處理電纜溝積水、路面沉降擠壓電纜等隱患,降低環境因素引發的故障概率。
對于B端的工礦企業、商業園區的運維團隊來說,除了要保障故障處理的效率之外,還要符合安全生產的相關要求,所有的配網運維人員都要具備對應的電工操作資質,故障處理過程中的安全措施要符合電力安全工作規程的要求,故障處置記錄、檢測報告要完整留存,以備安全生產檢查。對于外包配網運維服務的企業,要選擇具備相應電力工程施工資質的團隊,明確故障處置的響應時效、質量標準,避免不合規的處置帶來后續的安全隱患。
對于G端的市政管理、能源監管等部門來說,重點要關注故障處置的規范性和數據上報的準確性,公共區域的配網電纜故障處理過程中涉及道路開挖的,要符合市政施工的相關規范要求,提前辦理施工許可,做好現場的交通疏導和安全防護。故障處理完成后要按照要求向能源監管部門上報故障分析報告,涉及較大面積停電的還要按照《電力安全事故應急處置和調查處理條例》的要求配合做好事故調查工作【4】。同時要定期對轄區內的配網電纜運行情況做統計分析,出臺對應的管理要求,提升區域整體的供電可靠性。
參考文獻
【1】 10kV配網電纜運行維護規程
【2】 城市配電網故障處置導則
【3】 配網設備運行狀態評價導則
【4】 電力安全事故應急處置和調查處理條例