很多電力運(yùn)維人員在日常巡檢中碰到絕緣電阻驟降的情況,第一反應(yīng)都會(huì)排查是否存在電纜進(jìn)水或電纜受潮問題,但大多缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的電纜故障檢測流程,既怕排查效率低耽誤供電恢復(fù),又怕故障診斷過程不符合規(guī)范要求,無法滿足運(yùn)維歸檔或監(jiān)管檢查的需求。事實(shí)上,電纜進(jìn)水和電纜受潮是中低壓電力電纜絕緣性能下降的常見誘因,占電纜運(yùn)行故障的60%以上【1】,掌握科學(xué)的檢測診斷方法,能大幅降低故障處置的時(shí)間成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。很多園區(qū)運(yùn)維人員碰到雨季過后批量電纜絕緣電阻下降的情況,不知道是逐一開挖排查還是集中開展檢測,其實(shí)先做全線路的絕緣電阻測試,篩選出絕緣不合格的線路再開展電纜故障檢測,能節(jié)省一半以上的時(shí)間成本。
首先要明確,電纜進(jìn)水和電纜受潮雖然都會(huì)導(dǎo)致絕緣電阻下降,但誘因和發(fā)展進(jìn)程存在明顯差異:電纜進(jìn)水大多是外護(hù)套破損后,外部積水直接進(jìn)入絕緣層內(nèi)部,常見于直埋電纜被施工挖破、中間接頭密封失效、電纜端頭未做密封處理長期浸泡等場景,水分進(jìn)入交聯(lián)聚乙烯絕緣的微孔結(jié)構(gòu)后,會(huì)在電場作用下逐步形成水樹,絕緣電阻會(huì)在1-3個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)明顯下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)降至1MΩ以下,隨時(shí)可能發(fā)生擊穿短路【2】。而電纜受潮大多是長期處于高濕環(huán)境,水汽緩慢滲透進(jìn)入絕緣層表層,常見于敷設(shè)在地下管廊潮濕區(qū)域、沿海高鹽霧區(qū)域的電纜,絕緣電阻會(huì)呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢,初期僅表現(xiàn)為絕緣電阻低于歷史正常值的30%,很多運(yùn)維人員容易誤以為是絕緣正常老化,錯(cuò)過*佳處置時(shí)機(jī)。無論是電纜進(jìn)水還是電纜受潮,長期未處置都會(huì)導(dǎo)致絕緣層徹底失效,引發(fā)短路、火災(zāi)等安全事故,因此一旦發(fā)現(xiàn)絕緣電阻異常,要第一時(shí)間開展電纜故障檢測,通過規(guī)范的故障診斷流程鎖定故障位置。
無論是企業(yè)用戶的自有產(chǎn)權(quán)電纜,還是公共區(qū)域的市政電纜,在開展正式的故障診斷之前,都要先完成基礎(chǔ)排查,初步確認(rèn)故障誘因,避免無效檢測。首先要完成絕緣電阻測試,按照規(guī)程要求分別測試各相導(dǎo)體對地、相間的絕緣電阻值,對比該電纜的出廠測試數(shù)據(jù)、歷年巡檢數(shù)據(jù),如果絕緣電阻下降幅度超過50%,且不存在明顯的外力破損、過負(fù)荷運(yùn)行痕跡,基本可以判定為電纜進(jìn)水或電纜受潮導(dǎo)致的絕緣劣化【3】。絕緣電阻測試是較為基礎(chǔ)也較為有效的排查手段,無需復(fù)雜設(shè)備*能快速完成初判,是電纜故障檢測的必備前置環(huán)節(jié)。其次要排查電纜的運(yùn)行環(huán)境,查看電纜敷設(shè)路徑上是否存在近期降雨積水、地下管網(wǎng)漏水、管廊通風(fēng)失效等情況,重點(diǎn)檢查電纜端頭、中間接頭的密封情況,有沒有出現(xiàn)凝露、滲水的痕跡,對于直埋電纜可以先查看路徑上有沒有近期施工動(dòng)土的記錄,排查外護(hù)套破損導(dǎo)致電纜進(jìn)水的可能性。對于B端的工礦、園區(qū)用戶來說,基礎(chǔ)排查可以由內(nèi)部運(yùn)維人員完成,初步鎖定故障區(qū)段后再開展檢測,能大幅降低檢測成本;對于G端的市政、電網(wǎng)運(yùn)維部門來說,基礎(chǔ)排查的所有數(shù)據(jù)都要留存記錄,作為后續(xù)故障診斷報(bào)告的支撐材料,符合運(yùn)維檔案管理的要求。
完成基礎(chǔ)排查后,*要進(jìn)入正式的電纜故障檢測環(huán)節(jié),規(guī)范化的故障診斷流程既能提升定位效率,也能滿足不同用戶的合規(guī)性需求。第一步是故障性質(zhì)確認(rèn),結(jié)合絕緣電阻測試結(jié)果、基礎(chǔ)排查記錄,明確是電纜進(jìn)水導(dǎo)致的低阻故障,還是電纜受潮導(dǎo)致的高阻軟故障,不同故障類型對應(yīng)的檢測方法存在差異,比如低阻故障可以直接用低壓脈沖法檢測,而受潮導(dǎo)致的高阻軟故障需要用到脈沖電流法才能獲得更準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。第二步是故障預(yù)定位,根據(jù)故障性質(zhì)選擇適配的檢測方法,對于產(chǎn)權(quán)復(fù)雜、敷設(shè)路徑不清晰的電纜,可以用的電纜故障定位儀開展檢測,比如康高特KGT R-9電纜故障定位儀可用于電纜進(jìn)水受潮故障的診斷檢測,快速定位絕緣受損區(qū)段,保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。預(yù)定位過程中要多次測試比對,排除路徑上其他信號干擾,把故障范圍縮小到100米以內(nèi)的區(qū)段,減少后續(xù)開挖的工作量。第三步是*定位,在預(yù)定位鎖定的區(qū)段內(nèi),用聲磁同步法或者跨步電壓法開展精準(zhǔn)定位,對于電纜進(jìn)水導(dǎo)致的故障,跨步電壓法的定位精度更高,對于電纜受潮導(dǎo)致的絕緣劣化,聲磁同步法的適應(yīng)性更強(qiáng),*終把故障點(diǎn)的位置誤差控制在1米以內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)化的故障診斷流程不僅能提升檢測效率,還能減少誤判的概率,尤其針對電纜受潮導(dǎo)致的緩慢劣化故障,規(guī)范的電纜故障檢測流程能提前半年發(fā)現(xiàn)隱患。這里要注意,G端用戶開展電纜故障檢測時(shí),要選擇具備對應(yīng)資質(zhì)的檢測單位,故障診斷報(bào)告需要包含絕緣電阻測試數(shù)據(jù)、預(yù)定位波形圖、*定位記錄等內(nèi)容,符合DL/T 1658-2016的相關(guān)要求,能夠作為安監(jiān)、運(yùn)維考核的有效憑證【4】。
完成故障診斷定位后,不同用戶的處置重點(diǎn)存在明顯差異,B端用戶更關(guān)注故障修復(fù)的效率,盡量減少停電對生產(chǎn)經(jīng)營的影響,G端用戶更關(guān)注處置流程的合規(guī)性和后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)防控,避免同類故障重復(fù)出現(xiàn)。對于工礦、園區(qū)等B端場景,修復(fù)電纜進(jìn)水或電纜受潮的故障點(diǎn)后,要對修復(fù)段的絕緣電阻進(jìn)行復(fù)測,確認(rèn)達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)后再恢復(fù)送電,同時(shí)要對同批次、同路徑敷設(shè)的其他電纜進(jìn)行抽樣絕緣電阻測試,排查批量進(jìn)水受潮的隱患,建議每半年開展一次全面的電纜故障檢測,提前發(fā)現(xiàn)潛在的絕緣劣化問題。對于市政、公共場館、電網(wǎng)等G端場景,故障處置完成后要及時(shí)更新電纜的運(yùn)維檔案,記錄故障原因、處置流程、修復(fù)后的測試數(shù)據(jù),將電纜進(jìn)水、電纜受潮的隱患排查納入日常巡檢清單,每季度開展一次重點(diǎn)區(qū)段的絕緣電阻測試,每年開展一次全線路的電纜故障檢測,相關(guān)檢測記錄要按要求留存,符合公共設(shè)施運(yùn)維管理的政策要求【5】。此外,兩類用戶都要做好前置預(yù)防,電纜敷設(shè)時(shí)要做好端頭密封,直埋段要增設(shè)防水層,中間接頭要選用符合標(biāo)準(zhǔn)的密封材料,運(yùn)行中要盡量避免電纜長期浸泡在積水中,從源頭上減少電纜進(jìn)水和電纜受潮的概率。針對已經(jīng)出現(xiàn)輕微絕緣電阻下降的電纜,可以提前開展烘干、密封處理,延緩絕緣劣化的速度,避免發(fā)展成需要停電搶修的嚴(yán)重故障。
【1】電力電纜運(yùn)行規(guī)程
【2】10kV~35kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜運(yùn)行維護(hù)指南
【3】電力電纜絕緣性能檢測技術(shù)規(guī)范
【4】DL/T 1658-2016 電力電纜故障檢測導(dǎo)則
【5】城市市政基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維管理規(guī)范