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1、10kV 电力电缆运行状态评估方法浅论摘要：10KV电力电缆以极其优越的性能优点，自20世纪80年代在我国得到应 用后，用量越来越大，现已成为城市电力系统配电网的主体。有些已经运行了近 30年的10KV电力电缆已接近设计寿命，在近几年中事故频发。目前，我国对配 电网用电的安全性和线路的可靠性越来越重视，本文将针对电网线路运维人员最 为关切和亟待解决的 10KV 电力电缆运行状态评估这一技术难题进行探讨。关键词： 10kV 电力电缆；运行状态；评估方法1.110KV 电力电缆运行状态评估方法10KV电力电缆的运行状态主要受到电缆厂家和电网线路运维人员的密切关注。但是两者的关注点有所不同，前者关注
2、的是电缆的设计寿命和生产质量，而后者 关注的是电缆预防性试验周期的长短、电缆需要更换与否。前者可以通过电缆工 艺设计、原辅材料配方调整等方法获取电缆的理想设计使用寿命，又可以通过破 坏性方法（耐压试验和局部放电试验等）和非破坏性方法（介质损耗、泄漏电流 和绝缘电阻测量等）获取电缆的生产质量信息，而后者只能通过一些非破坏性方 法检测数据，通过各种数据分析，来判断电缆运行状态，并提供相应的措施。对 于10KV电力电缆运行状态评估，电网线路运维人员可以通过在线或离线测试方 法获得参数进行评估。常用的在线监测评估方法主要有介质损耗法、直流分量方 法、直流成分法、局部放电法等。在线监测评估方法作为一类新
3、型的电缆绝缘状 态检测技术，可以实时性地监测电缆绝缘在运行过程中暴露的可能潜在缺陷，其 缺点是因在线监测经常受环境干扰影响，使监测到的参数可能存在较大差异，而 导致运维人员对此类数据无所适从，出现误判。常用的离线评估方法主要有工频 或谐波介质损耗法、超低频（介电）法、等温松弛电流法或残余电荷法（也称残 余电压法）等。离线评估方法是依据电缆绝缘在运行过程中发生老化而导致材料 中产生的缺陷（如电树枝、水树枝或者其它极性小分子产物）在电场作用下的极 化行为（电荷会在这些缺陷处聚集）的原理进行电缆运行状态的监测评估，同时 还可利用缺陷的含量与电缆绝缘的残余击穿电压之间存在的某种相关性，以获得 确定的定
4、量关系。离线评估方法的缺点是必须通过外施电场（直流或交流）才能 获取缺陷含量信息或者缺陷在电场下的极化特征量实现对电缆绝缘老化状态的评 估，同时以停电作为先决条件，这限制其在某些无法较长时间停电场合中的应用。2确保10kV配电线路电力电缆正常运行的有效措施2.1科学设计10kV配电线路 配电线路的设计是否合理，直接关系到电力电缆工程能否发挥出应有的社会 效益与经济效益。这也是确保电力线路正常运行的重要措施。设计前必须明确线 路的起始点与导线截面。同时，要调查掌握沿途的地形情况，在地形图上将初步 选定的路径方案标注出来。由配电线路技术人员到现场勘测计算后确定最终路径 图。然后，根据现场气象环境、
5、现场地质与地形条件、档距、导线截面等情况， 选择合适的杆塔型式。10kV配电线路设计的要点主要包括五点。选择气象条件： 若线路需安设在一个较为复杂的气象区域内，或者线路较长，一般可分段选取气 象区。关于气象区的设计参数主要包括年平均气温、电线覆冰、最大风速、最高 与最低气温、雷电日数等。技术人员将上述气象条件综合起来计算得出数值。导 线技术要求：参照工程设计要求与电力系统的相关设计规范来确定导线截面。然 后对导线的规格与型式进行验证。在绘制导线力学特性曲线图时应参照其力学特 性。线路组装形式：对于10kV配电线路来说，不同的杆塔结构、绝缘子的形式 以及导线型号，所对应的绝缘子串的组装形式也有所
6、不同。一般条件下若能满足 最大综合荷重以及导线的断线张力，可选择单串绝缘子串。特殊的大档距、大沟、 大导线以及重冰区、交通要道等环境，应选择双串绝缘子。导线防振设计：配电 线路的正常运行会受到风速、线路的架设高度、地形、风向、档距、导线自身应 力等因素的影响而出现振动。因此，必须做好防振措施，防振设计过程中重点需 考虑最大使用应力、平均运行应力、导线安全系数等因素。线路杆塔设计：主要 有四种，分别是终端杆塔、直线杆塔、转角杆塔、耐张杆塔。2.2 挑选适宜的电缆类型目前，电力网络中最常用的电缆类型是交联聚乙烯（XLPE）电缆，该电缆导体运 行最高额定温度设为90C，短路时最高温度W250C （持
7、续时间5s），具有阻燃 性高，防火等特点。电缆运行工作温度应低于70C，冬季施工环境温度要求大于 5C。如果施工环境温度长期在零度以下，电缆敷设前必须进行加温处理，防止 电缆外层发生断裂。同时，要合理挑选相应电压等级的电缆，通常采用 UO/U 的 方法表示电缆电压等级。其中， UO 表示导体对地电压， U 表示导体之间的电压。 根据系统接地故障持续时间可将 UO 分为两种：一种是用于单相接地故障时间每 次1min的系统，或者可用于最长时间为8h,每年累计125h的系统。另一种 电缆用于接地故障时间更长的系统，或对电缆绝缘性能要求更严格的地方。比如， 对于10kV电网系统，若中性点经小电阻接地的
8、，通常选用6/10kV电缆。2.3 因地制宜敷设电缆 在敷设电缆时应遵循因地制宜的原则。在多雨地区或地下水位偏高的地区，尽量不用直埋法。对于电缆较为集中的地方可采用电缆井或电缆隧道的方式敷设。 在南方地区遇到梅雨季节电缆隧道内容易出现结露，可采取通风措施。电缆隧道 的每个电缆入口处都必须进行封堵处理，防止雨水进入隧道内。同时，隧道内还 应设计有排水设施。在挑选电缆通道时，还应提前了解当地地质污染情况，尤其 在化工区内，更应慎重选择，并采取相应的防污染措施，避免电缆受到化学物质 的腐蚀。2.4 加强防雷管理防雷措施是确保10kV配电线路正常运行，规避雷击风险的重要手段。第一， 可安装避雷线，着重
9、保护配电线路中的绝缘层。避雷线的防雷核心就是冲击系数， 其防雷原理为：a代表冲击系数，反映的是避雷线与被保护导线之间的关系。由 于被保护导线已采取了绝缘保护措施，雷击所形成的感应电压会明显低于避雷线。 也就是说，避雷线通过分担感应电压，进而截取雷击感应，起到保护绝缘导线的 作用。以a为防雷标准，避雷线防雷效果比普通防雷措施要高出（1-a）倍。由 于避雷线成本较高，因此，一般只在宽敞的地理位置上使用。第二，要增强配电 线路的绝缘能力。电力企业应定期检测线路的绝缘效果。若不达标及时更换绝缘 设备，并检查接地装置的绝缘能力。第三，重视电气设备与架空线路的防雷措施。 架空线路由于地理环境的影响极易遭到
10、雷击。因此，在科学规划架空导线结构的 基础上，尽量选用绝缘线路，以确保架空线路的基本安全。对于架空线路中的敏 感部分可安设避雷装置，以提升架空线路的稳定性。此外，对架空线路中的绝缘 子部分可选择并联方式，为保护线路安全留有放电间隙。通过调整间隙电压，使 其大于雷击电压，从而把雷击放电控制在间隙位置。这样就能预防强度雷击，提 升架空线路的防雷击能力。3 结论总之，电力生产与人们的生产、生活有着密切的联系。随着我国的快速发展， 电力需求量呈与日俱增的态势。加强对10kV配电网的安全运行管理，做好电缆 故障的排查与防范管理，才能保证配电线路的正常运行，为人们提供更多的电力 推动国民经济的快速发展。参考文献：1 耿迎春.探究10kV电力电缆故障方法J.电子制作,2016,(14):18.2 陈建光.浅析10kV电力电缆线路设计技术要点J.电子测 试,2016,(10):131+130.
