城市电网高压电缆运维技术探讨

卞佳音，单鲁平

（广州供电局有限公司，广东广州 510310）

城市电网高压电缆运维技术探讨

卞佳音，单鲁平

（广州供电局有限公司，广东广州 510310）

随着社会经济发展，城市电缆线路的设备规模与日俱增，给电缆运行管理人员带来前所未有的挑战。根据城市高压电缆运行及管理工作的特点，分析了城市电缆运行面临的问题，结合实际运行中的经验，介绍了高压电缆设备全生命周期管理要点和电缆线路防外力破坏措施，并对线路和隧道全面的状态监测及新技术新设备的研究工作进行了阐述。

城市电网；电缆；全生命周期；状态监测

0 引言

电缆线路的供电范围占据着城市的核心区域，电缆线路的故障往往影响到居民和重要用户的用电。因此电缆线路运行的可靠性，对城市供电可靠性影响尤为突出。为避免电缆线路故障的发生，电缆的运行维护技术就显得非常重要。随着设备规模、运行环境等条件的变化，城市电缆运行面临着新的问题。粗放型、单一化的运行管理方式已经不能满足现代电缆网运行要求，在高压电缆运行维护方面需要形成一套适用于城市电网电缆运维的技术，以有效提高设备运维质量，保障电力可靠供应。

1 城市高压电缆运行问题简介

随着城市建设发展，电缆线路不断增加，以此满足日益增长的负荷需求。由于线路建设速度过快、且接线方式复杂化，加上电缆线路隐蔽性等特点，给电缆运行维护带来很多新的问题[1]。

（1）电缆线路建设快速发展，很多工程项目赶工期、赶进度，且建设和运行部门之间工作缺乏很好衔接，运行部门在设计、施工、验收等环节的介入程度有限，使得各阶段的质量管控较难取得很好的效果，线路投运后还存在许多隐性缺陷。

（2）因为电缆是隐蔽线路，故障测寻技术要求高，且新建线路中采用GIS终端、T接多个变电站的电缆线路日益增多，测寻难度大、时间长；电缆敷设环境复杂，即使找到故障点后，还需要进行道路挖掘、故障修复等，恢复送电时间往往很长[2]。

（3）电缆线路走廊范围的市政管线、房地产等工程施工增加，电缆线路面临很大的外力破坏威胁。这些钻探、顶管、机械开挖等施工分部面广、点多，且几乎没有规律性，给电缆运行部门带来很大的维护压力。根据广州供电局2000年至2012年的电缆故障记录对所辖高压电缆故障进行了统计分析，见图1，这几年间，外力破坏占电缆故障总量的67%。

（4）目前国内高压电缆大部分使用交联聚乙烯（XLPE）绝缘，XLPE电缆在热和机械力作用下，会逐渐发生老化，继而引起电缆局部放电、击穿等缺陷和故障[3]。广州地区110 kV及以上高压电缆线路总长约685 km，运行年限如图2所示。按XLPE电缆设计寿命30年计，中老年期电缆占很大比重，需要采取措施解决这些电缆的运行维护问题。

图1 电缆故障原因统计分析图

图2 电缆运行年限结构分布图

2 健全完善电缆全生命周期管理

高压电缆运行维护常规生命周期管理包括线路巡视管理、设备预试管理、异常处理管理、大修技改管理、设备更动管理共五大块，为防微杜渐，从源头控制带缺陷线路投入运行，需要运行部门提前介入，参与线路可研、施工图设计审查、线路基建质监等投运前各阶段工作，并通过推行高压电缆施工人员考核准入制度保障电缆施工质量，通过规范强化电缆线路验收管理确保电缆线路投运质量，通过线路投运初期管理，收集运行维护的第一手资料来提高日后运维质量。

2.1 参与设计阶段图纸审查

高压电缆电气和结构等方面的合理设计对电缆的长期安全运行有重要影响，部分设计人员由于专业限制及设计经验缺乏，对由于设计缺陷而引起的运行缺陷认识不足，如终端塔结构设计、电缆走廊选择、敷设方式安排、附属设施安装等都出现过或多或少的问题。为避免验收阶段发现此类问题再提出整改，给线路运行带来隐患，安排运行技术人员参与基建、迁改等工程前期各阶段图纸审查，对不规范、不合理、不利于运行的设计点提出意见和建议。

2.2 推行高压电缆施工人员考核准入制度

施工安装队伍的不断扩大，工程质量不均衡和局部质量下滑问题凸显，部分施工单位安全意识和质量管控措施不够，在赶进度赶工期的时候,大量没有安装资质的人员参与到安装工作中来，造成电缆运行故障日益增多。为此，要求参与电缆线路施工人员必须进行严格的考核。除严格把关做好准入考核外，采取责任追溯、现场抽查等手段进一步确保施工质量。

2.3 规范强化线路建设过程监督和验收管理

电缆线路建设的过程控制是确保线路质量安全的重要保障，为此，运行管理部门和班组采取加强施工过程监督、对顶管等隐蔽工程进行专项验收、对土建电气作业分项验收等措施，及时发现产品（见图3与图4）和施工质量缺陷，避免电缆线路带缺陷投入运行。并制定验收指导流程，明确验收必要条件，确保验收工作有成效。

图3 接头附件有缺陷

图4 保护管不合格

2.4 实施标准规范的表单化管理

高压电力电缆专业技术性强，不同的作业人员对作业的理解和掌握不同，为了清晰作业制度流程、规范作业标准、保证作业质量，为了将老同志的宝贵经验和专业规程规范结合运用在每一次的作业当中，经过多次分析讨论，从电缆安装过程质监到竣工验收，从电缆日常维护到缺陷处理等电缆全生命周期内各作业过程编制相应作业表单，将各项作业进行标准化、流程化管理。

2.5 实行电子化巡视技术

电缆线路施行电子化巡视及信息化管理。通过设备台账管理模块实现高压电缆线路设备信息录入更新，包括设备型号、投产日期、坐标等；结合PDA终端机、车载视频监控等电子化设备采集现场巡视数据；通过管理后台系统平台统计、分析、处理数据，并反馈巡视到位率、巡视计划完成率、设备缺陷消缺等信息。在设备台账、前端数据采集、后台系统处理三个环节无缝结合与运转下，形成高压电缆线路巡视PDCA闭环管理，确保巡视质量。

2.6 加强运行和应急资料修编与管理

电缆线路资料是线路日常运行维护管理和应急情况处理的基本保障。为此，加强对新投运线路进行设备基础资料收集整理、环境评估工作，完成终端和接头附井的照片、坐标等资料收集，以及电缆路径标识和沿线环境摸查，结合验收和预试数据，形成线路“运行手册”。并逐步完善多T电缆线路和一般线路的应急仿真系统，为故障应急处理提供保障。

3 加强防外力破坏工作

为有效防止外力破坏事故发生，需要形成一套有效的管理制度和流程，且运行管理部门及运行人员需要针对性地做大量的工作[4-5]。

（1）建立两级交底制度，部门作为一级交底部门，组织召开工程建设的业主、施工、设计等单位协调会，商定电缆保护施工方案，强调安全施工，增强其对地下管线保护的意识；运行班组进行现场二级交底，落实保护措施和范围。

（2）多渠道搜集电缆走廊开挖信息，建立危险点动态控制表，有目的、有针对性地开展线路巡视和监护工作；主动联系跟进，了解施工进度，掌握工程监督控制的主动权。

（3）做好电缆走廊路径标志、警示标志及宣传标志的管理；利用各种渠道，增强社会大众对地下管线的保护意识，通过社会大众的力量，来防止外力破坏电缆事故发生。

（4）主动参与和介入关键性和危险性较大的项目施工，共同寻求电缆保护的最佳方案，例如，为做好顶管段电缆线路保护、坚持要求采用人工探挖的方式进行施工，避免了交底时因顶管资料不准而给电缆带来威胁，如图5。

（5）在实际的生产中，还有很多施工单位忽视其他管线保护工作，一味的赶进度，造成运行部门工作的被动。电缆运行管理、巡视人员针对施工人员不听现场监护人员的劝阻野蛮施工的，采取必要的强制措施来避免恶性外力破坏事故的发生，比如说报警。

4 完善系统性的线路状态监测

状态监测技术对预防事故、缺陷分析、资产管理等有显著作用。及时掌握设备状态，特别是中老年期电缆状态，避免可能发生的事故，及早消除隐患，对提高主网运行可靠性和减少经济损失等有重要意义。为了达到不发生维护责任的设备事故这一目标，对电缆线路开展状态监测工作。

（1）开展季度性电缆终端头红外测温专项普测工作，对疑似发热点进行分析，并跟踪复测，将复测结果进行比对，同时根据历史数据和发热部位进行综合判断[6]。通过状态监测发现了电缆缺陷，包括一些重大缺陷。例如某电缆瓷套终端季度红外测温发现B相终端尾管位置发热（图6），其温度比A、C相的同一位置温度高出8.3℃（图7）。解剖发现环氧泥受潮变质，铜编织带松脱，电缆铝护套被严重腐蚀，有部分腐蚀物已进入电缆外半导电层。

图5 人工开挖探明顶管电缆

图6 缺陷相终端尾管红外测温图

（2）开展季度性线路护套环流测量，配合停电进行护层绝缘电阻测试及交叉互联系统测试，结合历年线路运行试验数据，对电缆外护层绝缘及交叉互联系统状态评估[7]。随着运行时间变长，部分线路外护套受到腐蚀，绝缘电阻逐渐将降低。通过预试，可以发现设备缺陷，如某线路多段电缆外护层绝缘电阻不合格，线路环流偏大，测寻发现外护层被白蚁严重侵蚀破损（见图8）。

图7 正常相终端尾管红外测温图

图8 电缆外护套受白蚁侵蚀

（3）局部放电的测量是目前对高压电缆进行绝缘状态监测的较有效手段[8]。测试工作可分为两部分，第一，开展局部放电普查测试，建立电缆线路局部放电数据库，为电缆状态评估建立基础数据，跟踪电缆局部放电发展趋势，及时了解电缆绝缘劣化程度。第二，对存在局部放电信号的终端和接头进行复测工作，通过跟踪监测掌握局部放电发展趋势，及时发现电缆绝缘缺陷。

（4）电力隧道走廊利用率高、结构稳定、防外力破坏能力强，随着高压电缆隧道化率提高，隧道的运行、检修管理工作更为重要[9]。为了提高电力隧道的运行管理水平，在隧道及设备加装状态监测系统，实现电缆隧道环境、电缆温度、局部放电、环流等状态实时监测和设备智能控制；通过后台系统实现设备运行数据积累、分析，为开展状态检修打好基础；并通过智能预警及运行监控，达到应急指挥、快速反应的目的。

5 加强新技术新设备研究

随着设备运行可靠性和管理科学性要求的提高，积极寻求新的方法、新的措施、新的设备来开展电缆线路施工、运行与检修等方面工作。通过高压电缆敷设和附件安装等施工过程中的检测仪器及辅助设备的研究与开发，可以消除线路建设的隐性缺陷，增强电缆敷设及附件安装过程的质量控制；电缆移动视频等外力破坏监测设备研究，为电缆线路走廊的防外力破坏提供新技术手段[10]。通过电缆线路在线故障定位技术研究，解决目前GIS终端和T接线路故障测寻接口复杂、离线故障测寻时间长等难题，实现实时在线故障定位。

6 结论

城市电网电缆线路的建设和运维等工作面临着新的问题，而发展电缆运维技术是解决这些问题、确保设备安全、提高供电可靠性的关键途径。该技术以电缆全生命周期管理为主线，从前期建设到线路投运维护及检修等方面采取实质有效措施进行精细化管理。不论是防止外力破坏，还是加强状态监测及新技术和新设备的开发，都为实现电缆线路安全状态的可控、在控。

［1］杜伯学，马宗乐，霍振星，等.电力电缆技术的发展与研究动向［J］.高压电器，2010，46（7）：100-104.

［2］葛占雨.电力电缆故障类型及探测方法浅析［J］.华北电力技术，2008（8）：43-48.

［3］曹晓珑，刘英.我国电力电缆及其敷设技术现状［J］.电力设备，2007，8（4）：110-112.

［4］卞佳音，曾国华.电力电缆遭受外力破坏的原因及防范措施［J］.电气应用，2008，27（21）：96-99.

［5］吴倩，张桂燕.开展电缆运行管理“对标”活动提高电缆运行管理水平［J］.湖北水力发电，2009（6）：88-93.

［6］DL/T 664-2008.带电设备红外诊断应用规范［S］.

［7］张春旭，李明，刘民，等.外护套环流及接地不良对电力电缆的影响分析［J］.山东电力技术，2009（2）：7-9，43.

［8］ 章铭杰，周雁.XPLE电力电缆局部放电在线测试的现状与探讨［J］.电线电缆，2012（4）：35-38，46.

［9］姚炜峻，王振伟.电力电缆隧道内的技术创新和应用［J］.上海电力，2006（6）：621-625.

［10］周韫捷.电缆设备状态监测技术的应用现状与展望［J］.供用电，2010，27（3）：47-51.

Discussion on Technology of Operation and Maintenance of High-Voltage Cable in Urban Power Grid

BIAN Jia-yin，SHAN Lu-ping
（Guangzhou Power Supply Bureau Co.，Ltd.，Guangzhou510310，China）

With the development of social economy，the scale of city cable is increasing every day，it brings the unprecedented challenge for persons of cable operation and management.According to the work characteristics of city high-voltage cable management，this paper analyzes the facing problem of city cable combining with the experience of the actual operation.It introduces the points of the life cycle of high-voltage cable and the measures of preventing external damage of cable.It also states the condition monitoring of cable and tunnel and the research work of new technology and equipment.

urban power grid；cable；life cycle；condition monitoring

TM75

A

1009－9492(2014)02－0025－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.02.007

卞佳音，男，1982年生，安徽人，硕士，工程师。研究领域：电力电缆。

(编辑：阮 毅)

2013－08－02