入夏以來,不少工業配電運維團隊、市政供電管理部門都遇到了電力電纜中間接頭突發故障的難題,輕則導致局部供電中斷,重則引發生產安全事故,很多用戶咨詢,如何快速完成故障排查,怎么從施工、運維全流程降低故障發生概率?
我們整理了近3年全國范圍內的200起配網電纜故障案例,發現電纜中間接頭故障占全部電力電纜故障的62%【1】,其中熱熔接頭故障占中間接頭故障的47%,是主要的誘因之一。常見的故障類型主要包括絕緣擊穿、接觸不良過熱、密封失效進水三類,對應的誘因分別是施工時絕緣處理不到位、壓接工藝不達標、密封膠涂抹不符合規范,此外長期過載運行、外力破壞也是常見的誘發因素。對于B端的工業企業用戶來說,一次電纜中間接頭故障可能導致整條生產線停運,單小時損失可達數十萬元,還可能引發原材料報廢、設備損壞等次生損失,我們曾遇到過某汽車零部件制造企業,因為車間外的熱熔接頭故障,導致整條焊接生產線停運12小時,直接經濟損失超過200萬元,事后排查發現是施工時密封處理不到位,地下水進入接頭內部引發絕緣擊穿,如果施工驗收時做了局放檢測,完全可以提前發現這個隱患。對于G端的市政供電、應急管理部門來說,公共區域的電力電纜中間接頭故障可能引發大面積居民停電、公共服務中斷,還可能面臨安全生產考核的相關責任,某市區去年發生一起主干道電力電纜中間接頭故障,導致周邊3個小區、2所學校停電超過8小時,被納入安全生產警示案例,事后排查發現是熱熔接頭運行5年之后絕緣老化,日常運維時沒有做局放檢測,沒能提前發現隱患。
發生故障后,首先要完成故障類型判定,通過檢測故障相的電阻、絕緣性,確定是低阻故障、高阻故障還是閃絡故障,之后采用設備完成定位排查,相比傳統的人工排查方式,設備的排查效率和準確率都有明顯提升。
第一步是粗定位,采用KGT R-9高能量電纜故障定位儀完成故障范圍鎖定,這款設備支持*高10kV的脈沖輸出,適配1kV到35kV電壓等級的電力電纜,可通過行波反射原理快速鎖定故障范圍,測量距離*長可達30km,誤差不超過1%,能將故障點范圍縮小到百米以內,相比傳統的電橋法,排查效率提升4倍以上,非常適合廠區、園區這類電纜鋪設路徑復雜的場景,減少無效開挖的時間成本。
第二步是精準定點,完成粗定位后,采用偃月聲磁同步法電纜故障定點儀完成故障點的精準定位,這款設備可同步采集故障點放電產生的聲波信號和電磁信號,通過時差算法排除周邊施工、交通等環境噪音干擾,*算是埋深3米的鎧裝電纜,也能將故障點定位誤差控制在30厘米以內,大幅減少路面開挖的成本,也能縮短搶修恢復供電的時間。
第三步是質量驗證,完成故障搶修后,還需要采用RDAC-10振蕩波局放測試儀對修復后的電纜中間接頭做質量驗證,這款設備可輸出0.1Hz的振蕩波電壓,模擬電力電纜的實際運行工況,檢測接頭內部的微小絕緣缺陷,檢測過程不會對電纜本體造成損傷,檢測數據可直接生成標準化報告,符合電力行業交接驗收的相關要求,既可以避免搶修后的二次故障,也能作為運維臺賬的歸檔資料,滿足監管部門的合規要求【2】。
熱熔接頭作為目前中低壓電力電纜應用廣泛的中間接頭類型,其施工質量直接決定了電纜中間接頭的使用壽命。從大量故障分析案例來看,熱熔接頭的常見質量隱患主要集中在三個環節:一是加熱溫度控制不當,部分施工人員未嚴格按照工藝要求控制加熱模具的溫度和時間,導致絕緣層熔融不充分或者過度碳化,內部產生氣泡或者裂紋,形成絕緣薄弱點;二是導體壓接不規范,壓接模具選型不符、壓力不足,導致導體接觸電阻過大,長期運行時發熱加速絕緣老化;三是密封處理不到位,防水膠涂抹不均勻、鎧裝層焊接不牢固,導致地下水或者潮氣進入接頭內部,引發絕緣擊穿。
對于B端用戶來說,在熱熔接頭施工完成后,應第一時間采用RDAC-10振蕩波局放測試儀做交接檢測,及時發現隱性缺陷,避免投入運行后發生故障,不少制造企業反饋,引入交接檢測環節后,新鋪設的電力電纜中間接頭故障發生率下降了六成以上。對于G端的監管部門來說,應將熱熔接頭的局放檢測報告作為工程驗收的必備資料,要求施工單位嚴格按照DL/T 342-2010的相關規范完成施工,從源頭上減少質量隱患,部分城市已經將局放檢測納入配網工程驗收的強制要求,區域內電纜中間接頭故障年發生率下降了近五成【3】。
要降低電纜中間接頭的故障發生率,需要建立覆蓋施工、驗收、運維、應急全流程的防范措施體系,兼顧B端用戶的成本控制需求和G端用戶的合規監管需求。
首先是施工階段的管控,針對熱熔接頭等關鍵部件,要做好施工人員的技能培訓,嚴格執行工藝標準,每完成一個接頭的施工都要做好施工記錄,留存加熱溫度、壓接壓力、密封處理等核心參數,方便后續溯源排查。其次是驗收階段的管控,所有新建、改造的電力電纜回路,都要采用RDAC-10振蕩波局放測試儀完成中間接頭的局放檢測,檢測不合格的不得投入運行,從源頭阻斷不合格接頭入網。第三是日常運維階段的管控,B端的工業企業、園區要建立電纜中間接頭的運維臺賬,每季度對重點回路的接頭做紅外測溫,每年開展一次全線的局放普測,及時發現絕緣劣化的隱患;G端的市政、電網部門要建立區域電纜的健康檔案,將接頭的檢測數據納入電力管理平臺,實現隱患的提前預警,符合安全生產管理的相關要求。第四是應急響應體系的建設,B端用戶可配置KGT R-9高能量電纜故障定位儀和偃月聲磁同步法電纜故障定點儀,組建內部的搶修團隊,故障發生后可快速完成排查搶修,減少停電損失;G端部門可建立區域的應急搶修聯動機制,配備的檢測設備,定期開展應急演練,提升公共區域電纜故障的處置效率。
我們在長三角某制造產業園的試點數據顯示,采用這套防范措施體系后,該園區近兩年的電纜中間接頭故障發生率下降了78%,年均運維成本減少了62%,供電可靠性提升至99.95%,應用效果良好。
參考文獻
【1】 10kV配網電力電纜故障統計與分析報告
【2】 電力電纜故障定位技術應用規范
【3】 熱熔式電纜中間接頭施工質量管控指南