从城市配电网运行维护经验看铝芯电缆在使用中的问题

摘 要： 中压铝芯交联电缆主要用于城市配电网，本文通过介绍了浙江电网铝芯交联电缆的使用情况，根据铝芯电缆运行维护经验，指出了使用中存在的问题，针对铝芯电缆在运行中出现的故障进行了统计分析，对铝芯电缆的设计、施工和社会影响问题进行分析和评估，提出了在城市配电网使用铝芯电缆的建议。

作者：吴明祥 单位：国网浙江省电力公司电力科学研究院

关键词：铝芯交联电缆 运行维护 中间接头 分析

浙江配电网最早采用铝芯交联电缆大约在上世纪七十年代末至八十年代初，但是随着用电量的不断增加，要求电缆截面不断加大，鉴于对铝芯电缆的综合考虑，浙江电网至20世纪末，大多数铝芯交联电缆都已经逐步更换成铜芯电缆。自2009年8月14日始，根据省电力公司设管办[2009]001号文件要求，为满足电网建设发展，降低工程建设成本，浙江配网工程建设中涉及到的10kV至35kV电力电缆又开始采用铝芯电缆。

浙江早期的铝芯电缆主要使用于小电流支线上，出于铝芯电缆成本较低和输送能力相对较弱考虑。铝芯电缆使用于小电流支线上时，截面均比较小，但是随着城市用电负荷的不断攀升，很多小截面电缆已不能满足输送要求，成为电缆线路输送负荷与运行“卡脖子”的地方。同时由于制造、装盘运输、接续、运行安全等多方面因素的限制，目前常规生产的三芯电缆最大截面为3×500mm2和3×630mm2，采用最大截面的铝芯电缆载流量仅相当于或接近3×300mm2与3×400mm2截面的铜芯电缆，因此采用铝芯电缆的最大输送容量也将受到限制。

“七山二水一分田”的浙江土地资源缺乏，城市道路用地非常紧张，但用电负荷却增长迅速，城市规划的电缆通道基本用足，目前一个电缆通道已出现24管线，甚至高达到32管线以上，意味着要占用更多通道。铝芯电缆若要与铜芯电缆输送相同容量的负荷时，一般铝芯电缆要加大两个电缆规格的截面，对于较大截面的铝芯电缆，一般管径为150mm就不能满足设计规程，其管径必须调整为175mm或更大管径的管线，才能适合统包电缆截面630mm2以下的大部分铝芯电缆敷设。但采用内径175mm或以上的管孔，加大了本来就紧缺的电力走廊的地下空间和增加电缆通道建设的难度。

电能峰负荷输送需求分析。根据城市发展电力负荷的需求，新建或改造变电所的输送负荷限额满足提高到600A要求，主要是考虑到高负荷区域变电所建设因政策处理问题相对滞后。原400A的限额，铝芯电缆截面至少要用到240mm2，考虑电缆回路系数、环境温度、电缆沟道的结构尺寸、电缆所处位置、热阻系数和施工质量等因素，240mm2铝芯电缆的输送能力接近或超过临界值，一般要选用300mm2及以上截面的铝芯电缆。若输送限额要达到600A，铝芯电缆截面一般要选用630mm2或更大截面才能满足电能峰负荷输送的要求。

与连接设备的配套功能分析，目前使用的铝芯电缆(包括500mm2和630mm2)都为三相统包型电缆，电缆整体变粗后，出现与其配套的RM6开关等设备柜体偏窄、空间施工活动范围紧张的情况，在增大施工难度的同时，与这些电气设备的连接必须采用铜铝过渡型的接线端子，接头处理难度大，铝芯电缆的接头不稳定时常由于氧化使接触电阻增大，容易引起发热，导致发生故障的概率增加;同时，个别供应商的铜铝过渡端子质量、工艺参差不齐，对运行的影响较大，甚至在施工期间就有断裂现象。

从常规运检和检修情况分析，根据目前对铝芯电缆运行经验，主干线电缆如果采用铝芯，一般截面在400mm2以上，电缆体积庞大，在地下走廊和开关柜体及引下部分狭窄情况下，电缆不易弯曲，甚至弯曲半径技术上无法满足要求;同时运行经验表明铝芯电缆相比铜芯电缆故障率相对偏高，需加强运行维护，定期开展电缆附件的测温工作，及时掌握电缆运行状态;也给电缆运行维护和检修增加了难度和工作量。

早期的铝芯电缆长期运行后，电缆本体及外部未曾发生故障，虽然截面不是很大，负荷也较小，但也出现中间接头击穿现象，如某地的长桥站至某宾馆的汪庄一线、汪庄二线，在正常合闸充电中发生击穿事故，现已更换为铜芯电缆。为了铝芯电缆在使用中避免与铜芯电缆进行接头，采用电缆分支箱或开闭所进行连接方式的，其供电可靠性提高很多，但是客观上增加了铝芯电缆使用成本及土地使用协调难度。