對于負(fù)責(zé)配網(wǎng)運維的電力企業(yè)、工礦后勤團隊以及市政供電管理部門而言,配網(wǎng)電纜作為覆蓋終端用戶的核心供電載體,一旦出現(xiàn)電纜故障,不僅會造成區(qū)域供電中斷,影響生產(chǎn)生活秩序,嚴(yán)重時還可能引發(fā)觸電、火災(zāi)等安全事故。不少運維人員在實際工作中經(jīng)常遇到故障類型識別難、排查效率低、處置不符合規(guī)范的問題,本文結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與一線實操經(jīng)驗,梳理配網(wǎng)電纜常見故障特征、標(biāo)準(zhǔn)化故障處理流程以及配網(wǎng)運維優(yōu)化方向,為不同主體的日常工作提供參考。
根據(jù)《10kV配網(wǎng)電纜運行維護規(guī)程》中的分類定義【1】,當(dāng)前配網(wǎng)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(xiàn)存在明顯差異,是故障排查階段的核心判斷依據(jù)。
首先是開路故障,這類故障表現(xiàn)為電纜芯線完全或部分?jǐn)嚅_,供電回路處于斷路狀態(tài),多由外力施工挖斷、電纜長期過載導(dǎo)致芯線熔斷、敷設(shè)時拉力過大拉斷芯線等情況引發(fā),外在表現(xiàn)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(xiàn)直接導(dǎo)通的情況,多由絕緣層老化破損、外力穿刺導(dǎo)致芯線接觸引發(fā),短路故障發(fā)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(xiàn)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(wǎng)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(xiàn)導(dǎo)通,可分為高阻接地和低阻接地兩類,低阻接地故障的表現(xiàn)與短路故障類似,高阻接地故障則往往只會出現(xiàn)電壓異常、零序電流告警等隱性表現(xiàn),很難通過直觀觀察定位。
第四類是閃絡(luò)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(xiàn)擊穿導(dǎo)通的情況,正常運行狀態(tài)下往往沒有明顯異常,多在雨季、負(fù)載突增等場景下發(fā)作,不少間歇性停電的問題都和這類故障類型有關(guān)。
第五類是滲漏故障,指電纜外護套或中間接頭的密封結(jié)構(gòu)破損,水分進入電纜內(nèi)部導(dǎo)致絕緣層受潮,這類故障初期不會直接引發(fā)供電中斷,但會大幅縮短電纜的使用壽命,逐步發(fā)展為接地或閃絡(luò)故障,多由電纜敷設(shè)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(qū)域等原因引發(fā)。
針對不同故障類型的識別,現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)已經(jīng)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(wǎng)電纜故障定位設(shè)計,可快速診斷各類配網(wǎng)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(yè)自用的配網(wǎng)電纜還是公共區(qū)域的市政配網(wǎng)電纜,故障處理都要遵循“先復(fù)電、后搶修,先主線、后支線”的原則,同時符合對應(yīng)的行業(yè)規(guī)范要求,完整的故障處理流程分為五個核心環(huán)節(jié)【2】。
第一個環(huán)節(jié)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(wǎng)自動化系統(tǒng)核對故障區(qū)域的電流、電壓數(shù)據(jù),區(qū)分是用戶側(cè)故障還是配網(wǎng)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(guān),避免故障范圍擴大,同時通過轉(zhuǎn)供電的方式優(yōu)先恢復(fù)非故障段用戶的供電,降低停電帶來的損失。
第二個環(huán)節(jié)是故障定位與現(xiàn)場核驗,初步確定故障段后,運維人員要攜帶對應(yīng)的檢測設(shè)備到現(xiàn)場排查,根據(jù)初步預(yù)判的故障類型選擇對應(yīng)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(luò)故障可以采用高壓閃絡(luò)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(rèn)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(huán)節(jié)是故障點修復(fù)處置,確認(rèn)故障點情況后,要根據(jù)故障的嚴(yán)重程度選擇對應(yīng)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(fù),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(fù)操作都要滿足電力電纜施工工藝規(guī)范的要求,避免修復(fù)后再次出現(xiàn)同類故障。
第四個環(huán)節(jié)是性能測試與供電恢復(fù),修復(fù)作業(yè)完成后,不能直接合閘供電,要先對修復(fù)段的配網(wǎng)電纜做絕緣電阻測試、工頻耐壓測試,測試結(jié)果符合運行要求后,再拆除現(xiàn)場的安全措施,按照操作規(guī)程逐步恢復(fù)故障段的供電,確認(rèn)供電正常后還要持續(xù)監(jiān)測1-2小時的運行數(shù)據(jù),沒有異常才能正式結(jié)束搶修作業(yè)。
第五個環(huán)節(jié)是溯源分析與臺賬更新,故障處理完成后3個工作日內(nèi),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(wǎng)電纜的運行臺賬,記錄故障發(fā)生的時間、位置、類型、處置方式等信息,為后續(xù)的配網(wǎng)運維工作提供數(shù)據(jù)參考。對于市政公共區(qū)域的配網(wǎng)電纜,還要同步將故障位置、修復(fù)后的管線信息同步到地下管線管理平臺,避免后續(xù)施工對電纜造成二次破壞。
相比于故障發(fā)生后的被動處置,在日常配網(wǎng)運維階段提前排查隱患、降低電纜故障發(fā)生率,是控制運維成本、保障供電可靠性的核心手段,結(jié)合《配網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)評價導(dǎo)則》的要求【3】,運維團隊可以從三個方面優(yōu)化日常工作。
首先是建立常態(tài)化的隱患排查機制,針對不同路段的配網(wǎng)電纜制定差異化的巡檢周期,重載路段、施工密集區(qū)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(guī)巡檢,巡檢內(nèi)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(jiān)測等,每年對所有配網(wǎng)電纜開展一次全面的絕緣電阻測試和耐壓測試,及時發(fā)現(xiàn)絕緣老化、受潮等早期隱患,提前處置避免發(fā)展為實際故障。
其次是完善配網(wǎng)電纜的臺賬管理,所有新敷設(shè)的配網(wǎng)電纜要及時將敷設(shè)路徑、規(guī)格參數(shù)、中間接頭位置、施工單位等信息錄入運維管理系統(tǒng),老線路的臺賬也要逐步補全,確保故障發(fā)生時可以第一時間調(diào)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(tài)的動態(tài)評價機制,根據(jù)運行年限、故障歷史、負(fù)載率等數(shù)據(jù)對電纜的健康狀態(tài)做分級,針對健康狀態(tài)較差的線路優(yōu)先安排改造,減少老舊線路的故障發(fā)生率。
*后是做好外力破壞的防控工作,外力破壞是引發(fā)配網(wǎng)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(shè)置明顯的警示標(biāo)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(xiàn)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(huán)境因素引發(fā)的故障概率。
對于B端的工礦企業(yè)、商業(yè)園區(qū)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(chǎn)的相關(guān)要求,所有的配網(wǎng)運維人員都要具備對應(yīng)的電工操作資質(zhì),故障處理過程中的安全措施要符合電力安全工作規(guī)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(chǎn)檢查。對于外包配網(wǎng)運維服務(wù)的企業(yè),要選擇具備相應(yīng)電力工程施工資質(zhì)的團隊,明確故障處置的響應(yīng)時效、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),避免不合規(guī)的處置帶來后續(xù)的安全隱患。
對于G端的市政管理、能源監(jiān)管等部門來說,重點要關(guān)注故障處置的規(guī)范性和數(shù)據(jù)上報的準(zhǔn)確性,公共區(qū)域的配網(wǎng)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(guān)規(guī)范要求,提前辦理施工許可,做好現(xiàn)場的交通疏導(dǎo)和安全防護。故障處理完成后要按照要求向能源監(jiān)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(yīng)急處置和調(diào)查處理條例》的要求配合做好事故調(diào)查工作【4】。同時要定期對轄區(qū)內(nèi)的配網(wǎng)電纜運行情況做統(tǒng)計分析,出臺對應(yīng)的管理要求,提升區(qū)域整體的供電可靠性。
參考文獻
【1】 10kV配網(wǎng)電纜運行維護規(guī)程
【2】 城市配電網(wǎng)故障處置導(dǎo)則
【3】 配網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)評價導(dǎo)則
【4】 電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理條例