现在的城市发展越来越快,信息化科技化水平日益提高,过去常用的空中架起的输电线路现在很少见了,配电电缆成为城市电网的主力,其运行的可靠性直接影响电力系统的安全稳定。截至2013年12月31日,深圳局辖区10kV馈线共6022回,10kV公用线路总长度为25654.787公里,其中架空线为2885.016公里,电缆为22769.771公里,线路电缆化率达到88.75%。电力电缆在长期运行过程中,受到其自身产品质量、安装制作工艺影响,并且会受到环境中的各种污染物、有害物质、风吹日晒以及其他介质等的作用,其绝缘性能会逐渐劣化。随着深圳电网的配电电缆使用期限的延长,加上各种潜在的缺陷及问题存在,因配电电缆导致的故障呈现逐年增长趋势。并且电缆正常使用的时候位于地面的下面,很容易受到地下环境的影响,一旦发生故障,检修和排查的任务繁重,消耗大量的资源,为社会、公司及用户带来难以估量的停电损失。为减少故障停电,提高深圳配网的供电可靠性,为用户提供持续可靠的电力供应,为经济发展提供动力,对配电电缆应采用科学的在线监测技术与合理的诊断方法,确保其健康、安全运行。
目前,配电电缆大多数是交联聚乙烯电缆。如果想让埋于地下的配电电缆可以使用较长的时间,可以为人们的日常生活提供更多的便利,那么这种电缆的质量必须要有所保证,各种配件的安装调试工作要做到位,还有就是要保障电缆的安全使用,不受到人为因素的破坏和干扰,如果满足上面的条件,一条电缆可以使用三十多年,曾经某研究单位对一根己经使用了二十八年的电缆做相关方面的性能测试,结果显示这条电缆在使用条件不发生变化的前提下,仍然可以使用二十年。国内乃至国外的电缆使用均可给下面的结论提供证明:运行条件较好的条件下,对于生产质量达标的电缆,很少会有运行损坏的案例发生。
现在市场上有各种各样的电缆,交联聚乙烯电缆在众多电缆中脱颖而出,在市场上受到热烈的欢迎,在整个配电电缆行业中占据着较高的市场份额,这主要是因为交联聚乙烯电缆具有介电损耗系数小、绝缘强度高的优良性能,同时因其不影响市容,施工方便,很容易实现高效安全的运行。
据相关研发以及生产资料可知,在正常使用的条件下,质量合格的交联聚乙烯配电电缆可以使用二十到三十年,但是实际的使用条件通常很难满足,所以电缆的使用寿命以及运行情况会受到电缆的地下环境以及使用状态的很大影响。地下的湿热环境,还有各种污染杂物,还有就是配件以及整个电缆的安装操作不合格,这些会对电缆的安全运行产生严重的影响。
配电电缆老化的因素多样,原因复杂,在电气设备事故中,配电电缆绝缘损坏事故约占40%左右。因此为了减少停电事故的发生,弄清老化现象与类型,深入分析老化原因是非常重要的。状态监测技术之所以受到使用者的欢迎,主要是因为使用这种技术的过程中不需要停止供电,并且监测可以随时进行,不受限制。正常情况下电缆出现故障多是电缆的某一部分发生局部放电或者温度异常,当电缆存在威胁电缆安全运行的缺陷时,局部放电量会增加并伴有温度异常。因此,为了判断电缆的绝缘状况,很好的监测其运行状况,对电缆和电缆附件的局部放电和温度进行在线监测。所以在当下,为了保障电缆的正常工作,不至于因输电故障给人们的生产生活带来不利影响,需要做到实时监测运行中的电网工作状态。将工作的重心放在对电缆的状态监测上,从以前的工作重点转变为现在的状态监测,把重点放在其早期的缺陷征兆上,这样做不仅可以发现生产电缆过程中遗留下的问题,将不合格的电缆排出使用范围,这样电缆在使用过程中发生故障的几率会降低,运行与维护工作就比较容易,在这两方面工作上所需要投入的人力物力将会节省很多,电缆的管理精细化程度更高,完善配电安全生产风险管理体系,提升风险管控水平,为实现配电电缆管理的PDCA循环提供技术依据,确保整个供电系统的安全供电。
经过一些年的运行之后,整个深圳市的电缆中有很大一部分都达到了使用周期的后期。由于针配电电缆的状态监测技术滞后于配网的发展速度,因运行中的电缆绝缘击穿导致的单相接地故障及相间短路故障呈现逐年增长趋势。最近几年,越来越多的研究人员将研究的重点放在开发探索对电缆的绝缘状态进行监测所用的方法上,这些研究人员多来自行业内的研究机构和高等院校。这种监测方法的优势是对电缆运行状态进行即时的监测,且这一过程不会给供电带来任何不利影响,方便人们的生产生活,这种方法的发展速度持续加快。现在常用来对电缆进行监测的方法有使用超声波、环流以及红外线为工具的监测,还有就是进行可以作为安全预防的试验。电缆绝缘能力的好坏对电缆的放电以及局部发热有着紧密的联系,所以可以通过监测电缆是否存在部分段的放电或者热量上升来判断电缆的绝缘层是否有问题,因此准确测量电缆局部放电量及温度变化是判断电缆绝缘状况的最高效、经济的方法。
国内外运行经验和研究成果都证明:交联聚乙烯绝缘介质的树枝状老化是配电电缆绝缘性能过早老化或使用寿命缩减的重要原因,要定量分析树枝状劣化程度,有效方法之一局部放电测量及温度测量。树枝发展的判断依据如下,树枝刚开始出现以及树枝即将被电力击穿的时候,该段电缆的放电量大约为0.1和1000PC左右。因此,为了保障配电电缆安全稳定运行,发现隐蔽缺陷,预测运行寿命,关键是测量配电电缆绝缘的局部放电量。这种技术可以方便电缆的维护与检修人员很好的把握电缆的运行或者工作状态,以方便参考所得的监测结果及时采取必要的控制措施,避免缺陷的进一步发展,以保证电力系统的正常运行。