110kV電纜線路運行維護與管理探究

馬凌波 吳 茜 袁 博

（國網(wǎng)西安供電公司高壓電纜運檢中心）

0 引言

輸電線路是電力系統(tǒng)中一個必不可少的部分，輸電線路的穩(wěn)定性以及安全性對電力系統(tǒng)整體的運行都會產(chǎn)生非常重大的影響。其中，輸電電纜線路在城市中廣泛應(yīng)用，逐漸取代架空線路成為了城市輸電線路的重要部分［1］。為了確保110kV電纜線路的長期穩(wěn)定運行，需要及時采取維護管理措施。此外，隨著城市電纜使用數(shù)量的增加，電力隧道的電纜安全也變得更為重要。因此，對電力隧道進行有效的維護和管理對于電力電纜的運行和維護至關(guān)重要。以往的巡視方法通常是通過頻繁巡視來保障電力設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，然而在某些特殊情況下，巡視人員可能無法及時發(fā)現(xiàn)電纜存在的潛在問題。為建立一個全面的電力電纜運行維護管理體系，不能僅依靠巡視，還需采用各種先進設(shè)備進行管理，以確保電力電纜的正常運行。采用先進的技術(shù)手段和方法，如紅外成像、超聲波檢測等，也能提高電纜運行維護的準確性和效率。通過建立健全的維護管理體系，我們可以及時發(fā)現(xiàn)并解決電力電纜中的問題，以保障其安全有效運行。

1 110kV電纜線路概述

110kV電纜線路在我國城市輸電線路中占據(jù)了重要地位。根據(jù)運行數(shù)據(jù)分析，該類型電纜的使用壽命較長，平均達到30年以上，相較其他輸電線路結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定運行時間更長，減少了線纜更換頻次，進而有效降低了輸電成本。此外，110kV電纜線路具有較強的適應(yīng)能力，能夠適應(yīng)各種電環(huán)境條件，避免了因環(huán)境差異導(dǎo)致的大型線損［2］。在電纜線路護層接地過程中，必須控制護層的接地電阻，避免接地電阻過低導(dǎo)致感應(yīng)電壓過大，從而損壞線纜護層。

2 110k V電纜線路護層常見的接地方式

2.1 單側(cè)接地

當電纜線路的長度超過500m時，通常會采用接地方式，即將電纜線路護層的一端直接接地，另一端通過電阻保護器間接接地。這種接地方式的優(yōu)點是避免了電纜線路護層其他位置與地面形成回路，確保了110kV電纜線路的絕緣性能。采用單側(cè)接地方式進行護層接地時，線纜的其他位置不會形成回路，從而減少了護層環(huán)流的產(chǎn)生，并降低了接地故障的發(fā)生幾率。換言之，這種接地方式有效地保證了電纜線路的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 交叉互聯(lián)接地方式

交叉互聯(lián)的接地方式將電纜線路分割成多個部分，并通過絕緣接頭和接地箱連接起來。具體操作是在每個電纜段上安裝絕緣接頭，然后將這些接頭與接地箱連接起來，實現(xiàn)各個部分之間的交叉互聯(lián)和接地。此外，為了保護電纜護層不受損，接地箱通常還會安裝護層保護器。通過交叉互聯(lián)的接地方式，可以有效降低接地電阻，提高系統(tǒng)的電氣安全性［3］。

2.3 兩端接地

對于短距離的110kV電纜線路，可以選擇將護層的兩端直接接地的方式進行接地。這種方式適用于功率較低的電力傳輸，因為在這種情況下，電纜護層上的感應(yīng)電壓較小，不會對電纜線路造成損壞或較大的人員觸電風險。這種接地方式對電纜線路的承載能力影響較小。

2.4 中間接地

中間接地是指將110kV電纜線路的中間部位與地面連接，并在接地位置的護套上安裝護層保護器，以確保電纜線路能夠安全地輸送電能。在進行中間接地時，需要確保電纜線路護套上的感應(yīng)電壓不超過50V，避免在接地過程中出現(xiàn)絕緣薄弱的現(xiàn)象。如果感應(yīng)電壓超過了50V，可能會導(dǎo)致電纜線路壽命的縮短，增加更換和維修線纜的工作量。

2.5 電纜換位、護層交叉互聯(lián)

電纜線路的交叉換位互聯(lián)是指通過對電纜中的三相電纜進行換位處理，降低了電纜護層中的電壓量，從而減少環(huán)流的發(fā)生。這種方式適用于線纜護層空間較大的區(qū)域。通過交叉換位互聯(lián)，可以控制電纜線路護層上的感應(yīng)電壓在50V以下，減少金屬線纜護層中的環(huán)流現(xiàn)象，保障電纜線路的安全運行。這種方式有助于降低過電壓的風險，并提高電纜線路的可靠性。

3 110kV電纜線路運行過程中常見的問題

110kV電纜線路在使用中會存在大量的問題，造成這種問題的原因主要分為自然環(huán)境因素、技術(shù)問題和運行故障三類［4］。由于在不同地區(qū)的緯度、氣候條件、地形條件和線路管理水平的差異，都會對110kV電纜線路的跳閘率產(chǎn)生影響。

3.1 自然災(zāi)害造成的問題

電力電纜線路電纜故障的原因如下： （1）風災(zāi)影響：強風、臺風、龍卷風等極端天氣條件下，電纜線路可能遭受斷裂、倒塌、桿塔傾斜等問題，例如，當強風襲擊時，可能會導(dǎo)致導(dǎo)線間距變窄，導(dǎo)線碰撞或被樹枝、樹葉絆住而造成短路；（2）冰災(zāi)破壞：嚴寒的天氣條件下，110kV電纜線路可能遭受冰雪覆蓋、積冰，導(dǎo)致斷線或?qū)Ь€彎曲的問題，例如，當架設(shè)在高山區(qū)域的電纜線路遭遇暴雪時，積雪可能堆積在桿塔和導(dǎo)線上，增加線路的重量，導(dǎo)致導(dǎo)線斷裂；（3）洪水影響：洪水可能導(dǎo)致電纜線路所在地區(qū)被淹水，進而導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、電氣設(shè)備損壞，甚至導(dǎo)致電纜絕緣性能下降，引發(fā)線路短路故障，例如，當電纜埋設(shè)在低洼地區(qū)時，洪水可能進入電纜套管，影響電纜線路的正常運行； （4）地震破壞：地震可能導(dǎo)致110kV電纜線路所在地區(qū)的地基沉降、地面移動或開裂，進而影響電纜線路的穩(wěn)定性，例如，當?shù)卣鸢l(fā)生時，桿塔可能被震倒，導(dǎo)致電纜線路中斷。

3.2 人為原因造成的問題

在110kV的電纜線路中，經(jīng)常出現(xiàn)人為因素導(dǎo)致的故障發(fā)生，主要包括以下幾點： （1）建設(shè)單位在施工過程中沒有有效保護110kV電纜線路，導(dǎo)致線路遭到破壞或損壞； （2）礦業(yè)單位爆破作業(yè)：礦業(yè)單位在采石過程中進行的爆破作業(yè)，可能會無意中對110kV電纜線路造成損壞；（3）不法分子偷盜電纜：為了偷盜電纜，不法分子可能對110kV電纜線路進行破壞，這將嚴重影響線路的正常運行。以上這些人為原因都可能對110kV電纜線路的運行產(chǎn)生巨大的負面影響。

3.3 設(shè)計和技術(shù)類原因

在110kV電纜線路的運行過程中，常見的設(shè)計和技術(shù)類原因造成的問題包括：

（1）設(shè)計方案不完善。例如，某城市的110kV電纜線路設(shè)計方案在選定電纜容量時沒有充分考慮到未來城市負荷的增長。隨著城市的發(fā)展，負荷不斷增加，線路容量逐漸接近或超過額定值。在高負荷運行下，電纜的溫升會大幅增加，可能導(dǎo)致絕緣材料老化、絕緣強度下降，增加線路發(fā)生短路的風險。

（2）設(shè)備制造問題。例如，在110kV電纜線路的設(shè)備制造過程中，可能存在電纜接頭的瑕疵。電纜接頭是連接電纜的重要組成部分，其質(zhì)量直接影響線路的安全性和可靠性。然而，由于工藝問題，電纜接頭的制造過程中可能存在接頭內(nèi)部有氣泡、接觸不良等問題，這會導(dǎo)致接頭的絕緣能力下降，容易引發(fā)局部放電，進而導(dǎo)致線路故障。當惡劣天氣條件出現(xiàn)時，這些設(shè)備的電氣性能可能受到影響，從而對110kV電纜線路的安全運行造成影響。

4 110k V電纜線路的維護措施

4.1 完善檢查方式

中國地貌多樣，人口分布不均勻，這也使得很多地方對110kV電纜線路敷設(shè)方式以及對其進行檢查的辦法存在著差異性。在平原地區(qū)，一般采用直埋方式敷設(shè)電纜。在定期的檢查中，需要使用專業(yè)的檢測設(shè)備和工具，對電纜的絕緣層進行細致檢查，確保其完好無損，沒有老化或損壞現(xiàn)象。同時，還需要檢查電纜周圍是否有挖掘施工等活動，以及是否存在易燃易爆品，以保證電纜的安全性。在土地平整的地方，除了定期巡視和檢查，還需要進行地面巡查，觀察地面是否有沉陷或移動跡象，以及是否有地表水或泥漿等，防止電纜被損壞或移位。此外，還應(yīng)加強電纜的防水設(shè)施，采用防水套管、防水涂料等方式，確保電纜處于干燥環(huán)境中，防止水分滲入導(dǎo)致線路故障［5］。

4.2 負荷監(jiān)視

為確保110kV電纜線路安全運行，根據(jù)電纜導(dǎo)體截面積和絕緣材料的不同，制定了最大電流值的規(guī)定。為此，通常使用不同的儀器對電纜外皮溫度或線路負荷電流進行精確測量，這是最重要的負荷監(jiān)測措施。通過這一措施，可以避免電纜絕緣溫度超過允許的最高值而導(dǎo)致電纜損壞的情況發(fā)生。

4.3 腐蝕監(jiān)視

隨著地下敷設(shè)電纜的普及，電纜腐蝕問題也越來越受到重視。為此，需要采用專門的儀器對110kV電纜線路附近的土壤進行測量。如果測量結(jié)果顯示土壤處于陽極區(qū)，就需要采取相應(yīng)措施來防止電纜金屬套的電解腐蝕。若電纜附近土壤的水流酸堿性不一，會導(dǎo)致化學反應(yīng)引起電纜腐蝕。另外，地底微生物也會加速電纜腐蝕，如果不及時進行防護，會對電纜造成長期腐蝕。測量到的陽極區(qū)電壓值可以采取相應(yīng)的陰極保護措施，以避免腐蝕問題的發(fā)生。常見的防護措施包括：（1）在電纜金屬護套上涂覆一層防腐涂層，阻隔土壤和水流對金屬的腐蝕作用； （2）通過在電纜附近埋設(shè)陰極材料（如鋁、鋅等），使其成為電纜的陰極，從而降低電纜金屬護套的電位，減少電解腐蝕的發(fā)生；（3）對陽極區(qū)土壤進行改良，調(diào)節(jié)其酸堿度，減少對電纜的腐蝕作用； （4）定期對電纜及周圍土壤進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)腐蝕問題，并采取相應(yīng)的維護措施。

4.4 絕緣監(jiān)督

為了及時發(fā)現(xiàn)110kV電纜線路中的問題，并減少電纜事故的發(fā)生概率，應(yīng)當根據(jù)電纜線路的重要性編制有針對性的預(yù)防性試驗計劃。在進行預(yù)防性試驗時，對于需要對地絕緣的110kV電纜線路，務(wù)必進行直流電壓試驗，從而找出外護層問題所在。直流電壓試驗是通過施加一定電壓，檢測電纜外護層與地之間的絕緣性能。在測試過程中，需要使用專門的電源和測試設(shè)備，施加一定的直流電壓于電纜外護層，然后觀察電流和電壓的變化情況來評估絕緣的狀態(tài)。

4.5 建立完善的檢查制度

為了確保電纜線路的安全性，必須定期檢查線路潛在的問題，從而降低故障的發(fā)生率。相關(guān)部門需要制定檢查方案，并及時執(zhí)行檢查工作。按照我國規(guī)定，垂直敷設(shè)的電纜應(yīng)至少每年檢查一次，戶外電纜則應(yīng)每三個月進行一次檢查，并至少進行一次夜間檢查。對于特殊敷設(shè)的電纜，檢查計劃應(yīng)根據(jù)實際情況制定。尤其在極端天氣條件下，應(yīng)加強對受影響地區(qū)電纜的檢查，以防止意外情況的發(fā)生。

4.6 堅持對電纜進行日常維護

在日常建設(shè)、運行和檢修工作中，必須安排專業(yè)運維人員現(xiàn)場指導(dǎo)，以確保電纜線路不會受到損害或出現(xiàn)漏電等安全問題。在定期檢查時，務(wù)必正確使用檢查工具，若發(fā)現(xiàn)接線頭存在接觸不良的情況，應(yīng)借助絕緣電阻測試儀對電纜的絕緣電阻進行測量。在清潔電纜時，如果終端盒中有積水，應(yīng)使用絕緣劑進行清理，以防發(fā)生安全問題。對于已經(jīng)腐蝕的電纜，首先需要找出腐蝕的原因，若是自然原因?qū)е碌母g，應(yīng)使用具有抗腐蝕性能的電纜進行更換，并將新電纜放置于保護管中，以隔絕外界的傷害；若是人為破壞造成，則需要加強該地區(qū)的管理和防范措施，進行標識，并增強群眾對電纜保護的意識，必要時可以設(shè)置電網(wǎng)防護設(shè)施。

5 結(jié)束語

綜上所述，電力電纜的建設(shè)和維護工作是提供高質(zhì)量電能的關(guān)鍵。通過建設(shè)科學合理的規(guī)定和制定嚴格的管理措施，我們可以確保電纜的正常運行和輸電效率的提高。同時，利用計算機系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理和分析，可以提供準確的信息和便利的維修工作，從而能夠保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，為國防和人們的日常生活提供可靠的支持。