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.广东电网有限责任公司东莞供电局；2.深圳供电局有限公司
摘要：随着电力行业的蓬勃发展，在城市规划建设中，由于电缆具有占地面积小和受环境影响因素小等优点，10kV配电网中，电缆应用越来越广泛。尽管电缆线路提高了供电可靠性，但是停电事故仍时有发生，对用户的生产及生活造成了重大影响，而电缆头质量问题是中断供电运行重要原因。以最近几年发生的电缆头故障为例，来分析选型、设计、施工及验收运行等环节，并提出防范措施，供同行借鉴参考。
关键词：电缆故障；故障原因；防范对策
一、电缆运行故障统计分析
以下为某省电力企业从2012年到2013年的电缆设备故障统计表：
表1电缆故障统计表
故障类别 故障次数/占总数百分比
10 kV
外力破坏 44/53.66
设备老化 17/20.73
安装调试 12/14.63
运行原因 5/6.09
厂家制造 2/2.24
设计不当 2/1.22
诱发主设备故障 3/3.66
合计 82/100
配电电缆运行发生故障总概有以下几点：（1）电缆本体质量缺陷故障，如电缆绝缘存在气泡或气隙，这些在运行过程中容易发生局部放电而导致绝缘击穿；再一个就是生产厂家生产电缆时受潮导致绝缘老化而击穿；（2）电缆机械损伤故障，如市政建设施工时误伤电缆；（3）自然灾害，如大风大雨、雷击等引起电缆绝缘被击穿；（4）设备老化及电缆过负荷故障。由于电缆线路靠近热源，电缆绝缘易受腐蚀老化。电缆过负荷导致导体温度过高，电缆绝缘加速老化，电缆金属护套膨胀、变形及接点发热损坏等现象，从而引起电缆故障。
10KV电缆出现异常给用户造成很大的影响，以及给供电企业带来经济损失。这当中由很多因素造成，据统计，10KV电缆线路非计划停运82次，包括机械损伤6起，自然灾害3起，以及各类市政工程施工所造成的外力破坏共44起，占了总数的53.66%；设备老化、试验质量不良、运行管理不当、产品质量问题占47.34%。
某年由于变压器出线电缆故障，致使变压器内部故障2台，1台用户侧电缆头闪络引发故障，另外几台由于出线电缆头放电致使主变压器差动掉闸内部损坏，导致电缆头频繁出现短路故障，严重影响用户的用电需求及用电安全。
二、典型电缆故障分析
（一）外力破坏
在工程建设中采用的施工筑路机械或夜间作业时造成地下电缆通道标识被忽略，从而导致电缆被严重破坏，引发故障。
（二）10kV 户外出线电缆头故障引起变压器内部故障
某220 kV变电站主变压器双套差动保护动作掉三侧开关且主变压器原理瓦斯动作，10kV变压器电缆出线限时速断，户外电线电缆绝缘破坏，电缆头从三义口根部粉碎性破裂，主变压器低压绕组损坏变形。
三相电缆头三义口是电缆头的薄弱以及要害部位，在实践作业时如果电缆头制作工艺欠妥，会对局部场强造成畸变以及电缆头内部受潮，很容易引发事故[1]。
对变压器进行解体分析，变压器低压线圈和中压线圈遭受过多次短路，低压线圈累积性严重变形。该变压器低压和中压线圈为普通扁铜线，导线的机械强度较差，加上低压线圈的单螺旋结构等因素，致使这类变压器抗短路能力较为薄弱。在变压器遭受多次短路或大电流短路的情况下，造成线圈变形受损[1]。
另外户外电缆热缩终端头老化导致防水性差，在雷雨天气中电缆易进水。在夏季曾经发生过数起由于接到台架的电缆终端头进水，雨水倒灌到环网柜导致环网柜电缆终端头接地短路。
（三）户内出线电缆头故障引起变压器故障
某变电站母线接地报警，4 min后某电缆出线电流I段保护动作跳闸，主变压器双套差动保护动作跳闸。经查该出线开关柜内有明火，灭火后检查发现问隔电缆头三义口至电缆接线线夹之间三相绝缘有部分烧毁，露出导体，开关柜后门观察窗玻璃破裂，相邻的主变压器开关柜内刀闸A、B、C三相动静触头有放电烧损痕迹，A，B相母排有相间放电痕迹。
户内电缆头故障，从施工过程除了电缆接头的生产质量，基本是安装结构不合理，电缆沟，电缆沟与柜体或相线间绝缘距离不够，造成相线对屏蔽层击穿，发生短路事故。
（四）10 kV电缆中间头因制作工艺原因故障
10 kV某电缆线路速断跳闸，经检查电缆中间接头存在过度压接、电缆压接管上包覆绝缘带，而非半导电带以及主绝缘上有严重划痕等问题。
电缆中间头短路的原因可能有：电缆沟超容、电缆沟中有淤泥和垃圾，电缆沟污水未能排尽、夏季电缆沟温度过高、电缆中间头无防爆保护壳。
（五）10 kV电缆因设计选型不当故障
某用户110 kV变电站，预测10 kV两条出线的最大负载约170 A，电缆出线中间有一段为双条电缆并列敷设。设计时按照单条敷设方式选用YJV22- 3 x 300 mm2电缆，未考虑折算系数，投运后负荷超过250 A，电缆严重发热，电缆头烧损[2]。
三、故障原因
综合上述运行分析及典型案例分析，电力电缆发生故障的主要原因归纳为以下儿方面。
（一）外力破坏
在市政建设中，管理部门监管不严，施工单位野蛮施工，对电缆保护意识淡薄以及供电企业电缆走向标识、警示标志不全、不醒目，巡查力度不够都是引起故障的因素。
（二）电缆施工工艺不良
电缆施工人员制作工艺不良或未按标准施工，质量监督人员未能监督到位，电缆头制作中常出现应力管部位密封不好、应力管未与半导体搭接或搭接较大等制作尺寸错误，施工工藝质量差，造成电缆运行一段时间后出现电缆终端或接头爆裂。
（三）运行原因
（1）在供电负荷高峰期，电缆长期过负荷运行，致使电缆运行温度超过其允许温度，导致绝缘老化，电缆终端、中间接头等薄弱处首先绝缘击穿发生故障。
（2）在接地故障发生时，用拉路的方法无法立刻判定故障电缆，非接地相电缆承受线电压继续运行，此间极易发生电缆或电缆头击穿。
（3）电缆受运行环境影响较大。户外电缆受污秽和潮湿等因素的影响，电缆终端可能发生污闪或因为密封不良受潮引发故障。
（4）耐压试验频繁，个别单位半年内连试两次，对电缆绝缘造成损伤。
（四）设计不当
在电缆设计过程中，电缆型号选择需考虑多方面因素，其中除了最重要的负载率外，还需实地勘察运行环境，考虑耐火等级、谐波影响等因素。
变电站出线选型设计不当很容易造成电缆单相接地极易引发三相闪络放电，并且电缆头多采用热缩工艺，制作复杂，其安装质量受现场环境和制作工艺水平影响较大。
（五）其他因素
户内终端因柜内空间狭小，电气设备布置及安装不合理等因素，电缆终端承受机械力，绝缘逐渐被破坏而发生对柜体的单相短路故障。
四、防止电缆故障的对策
外力破坏是电缆故障的主要原因，加强运行管理监督，严把施工质量关，合理设计，严防次生灾害，减少电缆损坏故障。
（一）防止外力破坏
针对市政等挖掘工程，主要预防施工破坏。建立拓路项目经理、施工负责人档案，加强同施工队的联系，及时掌握施工地段及进度情况，派出专人向施工队交待电缆位置，在施工路段的电力电缆路径上插“下有电缆”的警示旗，施工队在裸露电缆上方设置防护架，在防护架上挂红灯（夜间点亮，挂“有电危险，请勿靠近”标识牌。加强宣传，做到全民监督。
摘要：随着电力行业的蓬勃发展，在城市规划建设中，由于电缆具有占地面积小和受环境影响因素小等优点，10kV配电网中，电缆应用越来越广泛。尽管电缆线路提高了供电可靠性，但是停电事故仍时有发生，对用户的生产及生活造成了重大影响，而电缆头质量问题是中断供电运行重要原因。以最近几年发生的电缆头故障为例，来分析选型、设计、施工及验收运行等环节，并提出防范措施，供同行借鉴参考。
关键词：电缆故障；故障原因；防范对策
一、电缆运行故障统计分析
以下为某省电力企业从2012年到2013年的电缆设备故障统计表：
表1电缆故障统计表
故障类别 故障次数/占总数百分比
10 kV
外力破坏 44/53.66
设备老化 17/20.73
安装调试 12/14.63
运行原因 5/6.09
厂家制造 2/2.24
设计不当 2/1.22
诱发主设备故障 3/3.66
合计 82/100
配电电缆运行发生故障总概有以下几点：（1）电缆本体质量缺陷故障，如电缆绝缘存在气泡或气隙，这些在运行过程中容易发生局部放电而导致绝缘击穿；再一个就是生产厂家生产电缆时受潮导致绝缘老化而击穿；（2）电缆机械损伤故障，如市政建设施工时误伤电缆；（3）自然灾害，如大风大雨、雷击等引起电缆绝缘被击穿；（4）设备老化及电缆过负荷故障。由于电缆线路靠近热源，电缆绝缘易受腐蚀老化。电缆过负荷导致导体温度过高，电缆绝缘加速老化，电缆金属护套膨胀、变形及接点发热损坏等现象，从而引起电缆故障。
10KV电缆出现异常给用户造成很大的影响，以及给供电企业带来经济损失。这当中由很多因素造成，据统计，10KV电缆线路非计划停运82次，包括机械损伤6起，自然灾害3起，以及各类市政工程施工所造成的外力破坏共44起，占了总数的53.66%；设备老化、试验质量不良、运行管理不当、产品质量问题占47.34%。
某年由于变压器出线电缆故障，致使变压器内部故障2台，1台用户侧电缆头闪络引发故障，另外几台由于出线电缆头放电致使主变压器差动掉闸内部损坏，导致电缆头频繁出现短路故障，严重影响用户的用电需求及用电安全。
二、典型电缆故障分析
（一）外力破坏
在工程建设中采用的施工筑路机械或夜间作业时造成地下电缆通道标识被忽略，从而导致电缆被严重破坏，引发故障。
（二）10kV 户外出线电缆头故障引起变压器内部故障
某220 kV变电站主变压器双套差动保护动作掉三侧开关且主变压器原理瓦斯动作，10kV变压器电缆出线限时速断，户外电线电缆绝缘破坏，电缆头从三义口根部粉碎性破裂，主变压器低压绕组损坏变形。
三相电缆头三义口是电缆头的薄弱以及要害部位，在实践作业时如果电缆头制作工艺欠妥，会对局部场强造成畸变以及电缆头内部受潮，很容易引发事故[1]。
对变压器进行解体分析，变压器低压线圈和中压线圈遭受过多次短路，低压线圈累积性严重变形。该变压器低压和中压线圈为普通扁铜线，导线的机械强度较差，加上低压线圈的单螺旋结构等因素，致使这类变压器抗短路能力较为薄弱。在变压器遭受多次短路或大电流短路的情况下，造成线圈变形受损[1]。
另外户外电缆热缩终端头老化导致防水性差，在雷雨天气中电缆易进水。在夏季曾经发生过数起由于接到台架的电缆终端头进水，雨水倒灌到环网柜导致环网柜电缆终端头接地短路。
（三）户内出线电缆头故障引起变压器故障
某变电站母线接地报警，4 min后某电缆出线电流I段保护动作跳闸，主变压器双套差动保护动作跳闸。经查该出线开关柜内有明火，灭火后检查发现问隔电缆头三义口至电缆接线线夹之间三相绝缘有部分烧毁，露出导体，开关柜后门观察窗玻璃破裂，相邻的主变压器开关柜内刀闸A、B、C三相动静触头有放电烧损痕迹，A，B相母排有相间放电痕迹。
户内电缆头故障，从施工过程除了电缆接头的生产质量，基本是安装结构不合理，电缆沟，电缆沟与柜体或相线间绝缘距离不够，造成相线对屏蔽层击穿，发生短路事故。
（四）10 kV电缆中间头因制作工艺原因故障
10 kV某电缆线路速断跳闸，经检查电缆中间接头存在过度压接、电缆压接管上包覆绝缘带，而非半导电带以及主绝缘上有严重划痕等问题。
电缆中间头短路的原因可能有：电缆沟超容、电缆沟中有淤泥和垃圾，电缆沟污水未能排尽、夏季电缆沟温度过高、电缆中间头无防爆保护壳。
（五）10 kV电缆因设计选型不当故障
某用户110 kV变电站，预测10 kV两条出线的最大负载约170 A，电缆出线中间有一段为双条电缆并列敷设。设计时按照单条敷设方式选用YJV22- 3 x 300 mm2电缆，未考虑折算系数，投运后负荷超过250 A，电缆严重发热，电缆头烧损[2]。
三、故障原因
综合上述运行分析及典型案例分析，电力电缆发生故障的主要原因归纳为以下儿方面。
（一）外力破坏
在市政建设中，管理部门监管不严，施工单位野蛮施工，对电缆保护意识淡薄以及供电企业电缆走向标识、警示标志不全、不醒目，巡查力度不够都是引起故障的因素。
（二）电缆施工工艺不良
电缆施工人员制作工艺不良或未按标准施工，质量监督人员未能监督到位，电缆头制作中常出现应力管部位密封不好、应力管未与半导体搭接或搭接较大等制作尺寸错误，施工工藝质量差，造成电缆运行一段时间后出现电缆终端或接头爆裂。
（三）运行原因
（1）在供电负荷高峰期，电缆长期过负荷运行，致使电缆运行温度超过其允许温度，导致绝缘老化，电缆终端、中间接头等薄弱处首先绝缘击穿发生故障。
（2）在接地故障发生时，用拉路的方法无法立刻判定故障电缆，非接地相电缆承受线电压继续运行，此间极易发生电缆或电缆头击穿。
（3）电缆受运行环境影响较大。户外电缆受污秽和潮湿等因素的影响，电缆终端可能发生污闪或因为密封不良受潮引发故障。
（4）耐压试验频繁，个别单位半年内连试两次，对电缆绝缘造成损伤。
（四）设计不当
在电缆设计过程中，电缆型号选择需考虑多方面因素，其中除了最重要的负载率外，还需实地勘察运行环境，考虑耐火等级、谐波影响等因素。
变电站出线选型设计不当很容易造成电缆单相接地极易引发三相闪络放电，并且电缆头多采用热缩工艺，制作复杂，其安装质量受现场环境和制作工艺水平影响较大。
（五）其他因素
户内终端因柜内空间狭小，电气设备布置及安装不合理等因素，电缆终端承受机械力，绝缘逐渐被破坏而发生对柜体的单相短路故障。
四、防止电缆故障的对策
外力破坏是电缆故障的主要原因，加强运行管理监督，严把施工质量关，合理设计，严防次生灾害，减少电缆损坏故障。
（一）防止外力破坏
针对市政等挖掘工程，主要预防施工破坏。建立拓路项目经理、施工负责人档案，加强同施工队的联系，及时掌握施工地段及进度情况，派出专人向施工队交待电缆位置，在施工路段的电力电缆路径上插“下有电缆”的警示旗，施工队在裸露电缆上方设置防护架，在防护架上挂红灯（夜间点亮，挂“有电危险，请勿靠近”标识牌。加强宣传，做到全民监督。