国网阜阳供电公司安徽阜阳236000
摘要：随着城市的发展，土地资源的紧缺，在城区和其他特殊区域逐步的采用电力电缆进线电能传输。绝缘材料技术的不断提高，电力电缆种类和电压等级也在不断提升。但是，在国内由于电缆相对架空线路起步较晚，技术不够成熟，在运维中会出现各种电缆故障和缺陷，本文针对一起典型的电缆发热缺陷进行分析，深入剖析电力电缆敷设和运维重点。
关键词：电力电缆；发热；电缆故障；运维
1引言
随着电力电缆的增加，电缆故障类型也在不断增加，电缆一般敷设在地下，一旦出现故障将给电网带来巨大损失。文献[1]指出电缆故障主要发生在电缆接头处，因此在含有电缆中间接头的电缆应注意电缆接头处的试验和维护。文献[2]电缆本体和接头长期发热，将严重影响电力安全稳定运行，防止电缆发热需要从设计、施工、维护等多方面着手，严格把关，确保电缆安全稳定运行。本文首先对引起电缆发热的原因进行分析，结合某地市电力公司的实际案例进行分析，阐述电缆防止发热验收运维和实验的重点内容。
2案例分析
2.1电缆发热原因及后果
电缆导体电阻不符合要求，造成电缆在运行中产生发热现象。电缆选择型号不当，造成使用的电缆导体截面过小，运行中产生过载现象，长时间使用后，电缆的发热和散热不平衡造成产生发热现象。由于设计的原因造成电力型号或者选用的附属设施不属于运维要求，长时间的超负荷运行也是造成电力发热主要原因。电缆持续发热、电缆继续连续通电运行后将产生绝缘热击穿现象。造成电缆发生相间短路跳闸现象，严重的可能引起火灾[3]。
2.2某地市电缆发热案例分析
首先对某地市110kV混合线路进行介绍，同塔双回路架空输电线路共58基杆塔，全长为5.93公里，导线的型号为LGJ-300-25，此线路投运于2015年7月。2017年1月20日，线路运维单位某供电公司对此110kV双回线路进行架空线入地的市政工程改造，将#52塔至110kV某变电的一段800m左右长的架空输电线路改为电缆敷设。电缆的敷设方式为排管和电缆沟相结合，敷设于沿道路绿化带的下面。电缆型号为YJLW03-110kV-1*630，由江苏远东电缆有限公司生产，线路侧电缆终端为复合终端，型号为TFD（110/630），由北京ABB高压开关设备有限公司生产。变电站侧电缆终端，为瓷套户外电缆终端，深圳沃尔核材公司生产。
2.3红外测温数据
按照国网公司关于电缆试验要求，运维公司决定对此送电线路电缆技改段进行红外测温跟踪检测，检测结果发现排管出口处钢管最高温度达到29.2℃左右，出口处电缆温度为11.9℃，而其他裸露气中不带电电缆为1.2℃，其对应位置处钢管温度为1℃。
2.4红外测温分析
此110kV供电混合线恢复送电后，对钢管口处钢管、电缆进行跟踪测温。每次红外测温，相间数据基本一致，三相电流大小均衡。部分红外测温数据如表1所示，典型红外测温记录（2月8日测量图谱）如图1所示。
表1--电缆段红外测温记录
图1红外测温及可见光照片
从2月4日-8日连续红外测温数据可以看出，随着负荷的增加，钢管温度由最初19.3℃增加到29.2℃，电缆本体发热温度略有上升，从10.5℃上升到11.9℃。其中，2月8日检测数据当中，远离钢管口处电缆本体温度约为10.8℃，较钢管口处电缆温度低1.1℃，温差较小。检测时间为夜间，钢管参考物、环境温度仅为1℃左右。
3缺陷分析
从检测结果来看，钢管温度高于电缆本体温度，磁性钢管为主要热源，并非电缆本体。从交接耐压试验、春节期间电缆运行情况及红外检测数据来看，电缆电气性能良好。发热原因为电缆通过电流产生的磁感应线在钢管圆周上形成回路造成涡流损耗发热，钢管封闭性良好，圆周上不存在磁路隔断，属良好的磁导体。当缆芯通过电流时，会产生包绕电缆圆周方向的磁感应线，由于钢管的导磁性远优于空气和混凝土，故大部分磁感应线将通过钢管圆周形成回路。磁感应线将会在钢管上产生涡流损耗，产生发热，当流过电缆的电流越大时，通过钢管圆周的磁感应线越密集，产生的热量越多，温度越高。因此，随着负荷的增加，红外测温的温度值越高。
使用排管进行敷设，排管两端使用封堵泥进行封堵，空气无法流通，电缆运行在封闭的环境当中，散热性能差。该段电缆使用钢管敷设，涡流损耗产生的热量将加剧钢管内的空气升温，从本次红外检测的结果来看，钢管升温约30℃左右，升温效果十分明显，运行在钢管中的电缆如同处于“蒸烤”的环境当中。另外一方面，本次检测处于冬季，环境温度低，负荷也并未达到最高峰。若处于夏季用电高峰时，地表环境温度能达到38℃以上，加上用电负荷大，钢管的发热温度将远超30℃，此时，钢管内的空气温度有可能会超过电缆外护套的允许温度（参考聚氯乙烯材料的运行温度70℃）。电缆若长期在此高温度下运行，一方面会影响电缆的载流量，另一方面，电缆绝缘将加速老化，寿命将大大下降，电缆外护套也极有可能被烫蚀，造成绝缘破坏，导致电缆本体击穿，形成故障。
从检测结果来看，钢管温度高于电缆本体温度，磁性钢管为主要热源，并非电缆本体。从交接耐压试验、春节期间电缆运行情况及红外检测数据来看，电缆电气性能良好。发热原因为电缆通过电流产生的磁感应线在钢管圆周上形成回路造成涡流损耗发热，钢管封闭性良好，圆周上不存在磁路隔断，属良好的磁导体。当缆芯通过电流时，会产生包绕电缆圆周方向的磁感应线，由于钢管的导磁性远优于空气和混凝土，故大部分磁感应线将通过钢管圆周形成回路。磁感应线将会在钢管上产生涡流损耗，产生发热，当流过电缆的电流越大时，通过钢管圆周的磁感应线越密集，产生的热量越多，温度越高。因此，随着负荷的增加，红外测温的温度值越高。
4解决方案
通过对此110kV线的检测和分析工作，已经解决如下问题并取得相关的成效：
（1）通过红外测温分析和缺陷分析，发现了电缆存在的隐患，并制定电缆隐患消除方案，确定隐患消除工作的进度。
（2）通过本次缺陷发生和解决方案的制定，积累了线路施工约束和管理工作经验。
（3）春节假期已过，将尽快安排此线停电工作，将该段电缆从排管中抽出，使用PVC排管进行重新敷设和附件制作，敷设完成后重新进行验收和交接试验，验收合格后恢复供电。
5相关建议
根据《电力电缆及通道运维规程》5.2.5条款：交流单芯电缆穿越的闭合管、孔应采用非铁磁性材料。造成该缺陷的原因为施工方不按要求施工导致电缆涡流损耗发热，对电缆运行造成严重隐患，为避免此类现象再次发生，公司将做好如下措施：
（1）本次缺陷系施工造成，在基建验收阶段发现。为吸取教训，后续工作中将加强对施工方的约束和管理。明确电缆工程中每一步骤的施工内容和要求，施工过程做好记录，严格按照要求程序施工。加强基建工程中的验收工作，避免有问题的设备进入电网运行。
（2）省公司系统内开展一次专题通报和分析，对省内在建电缆工程起到警示的作用。要求其他地市公司对照此案例进行一次在建电缆工程的排查，消除隐患，同时对其他地市公司电缆工作也可起到借鉴的作用。
参考文献：
[1]周展刚、单芯电缆因保护套管发热烧毁原因讨论，《电线电缆》，1990（3）：57-58.
[2]迟建芳、贺爱庄、谢博、钟庆超.一起单芯电缆GIS终端发热原因分析与处理，《山东电力技术》，2013（3）：39-41.
[3]李红发.单芯电缆环流产生原因及异常改造研究，《数字通信世界》，2015（12）：15-17.