高压电缆故障探讨刘帅

高压电缆故障探讨刘帅

刘帅

（国网经济技术研究院有限公司江苏徐州221005）

摘要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着我国城镇化建设不断推进，城市供电需求不断增长。电力电缆在发电、输电、变电以及配电等环节中起到了重要作用，高压电缆故障的研究很有必要。文中论述了高压电缆故障分析及检测方法。

关键词：高压电缆；故障分析；检测方法

引言

随着中国经济的快速发展，全社会用电量逐年增长，电网结构变得日益复杂。但低成本的蜘蛛网式的架空线不仅影响城镇化的推进，也会给城市市容造成一定的负面影响，为加快城镇化建设进程，提高土地资源利用率，由电缆入地工程代替架空线是现代化城市建设的必然趋势。电缆敷设在地下，具有不占地面空间和维护费用较少的优点，但随着电缆的大量投运，电缆安装工艺等因素所导致的电缆线路故障也越来越多，本文以多年来从事电缆试验和抢修工作中遇到的故障问题为依据，对导致高压电缆故障的原因做简要分析。

1电缆发生故障的原因分析

1.1施工质量原因

施工质量导致高压电缆系统故障的原因很多：（１）现场条件比较差，电缆和接头制造时环境和工艺要求都很高，而施工现场温度、湿度、灰尘都不好控制。（２）电缆施工过程中在绝缘表面难免会留下细小的划痕，半导电颗粒和砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，接头施工过程中由于绝缘暴露在空气中，绝缘中也会吸入水分，这些都给电缆长期安全运行留下隐患。（３）安装时没有严格按照工艺施工或工艺规定没有考虑到可能出现的问题。（４）竣工验收采用直流耐压试验造成接头内形成反电场导致绝缘破坏。（５）因密封处理不善导致故障。中间接头必须采用金属铜外壳外加ＰＥ或ＰＶＣ绝缘防腐层的密封结构，在现场施工中保证铅封的密实，这样有效保证了接头的密封防水性能。

1.2电力电缆过热

其中导致过热的原因众多，比如像电缆内部气隙游离，导致局部热量急剧增加，绝缘材料出现老化，或者是电缆超负荷运行，未得到有效散热，比如地埋电缆不具备良好的通风条件，所以因为温度过高而导致材料老化严重。

1.3机械损伤

安装时碰挤、过度弯曲。电缆路径上作业形成的外力破坏。地面强烈震动或冲击性外力造成铅（铝）包疲劳破损。自然力破坏，如土地沉降、路面下沉等。

2检测方法分析

2.1电缆故障点的精确定位

（１）对于低阻型故障，通常采用电桥法和低压脉冲法进行测距。电桥法是利用回路电桥平衡法对电缆故障点进行探寻，其优点是简单、方便、精确度高，缺点是不能测量高阻型故障和闪络型故障。低压脉冲法是测试时向电缆注入一低压脉冲。该脉冲在电缆中的传播速度基本一定，对于油浸纸绝缘电缆速度Ｖ＝１６０ｍ／μｓ；塑料电缆Ｖ＝１７０～２２０ｍ／μｓ；橡胶电缆Ｖ＝２２０ｍ／μｓ。该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如断路点、短路点、中间接头等，通过故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差原理来进行测量，根据波形的性质还可以判断故障的性质。低压脉冲法的缺点是，对于近区短路故障测试有盲区（可以在电缆另外一头再进行测试），也不能用于测量高阻和闪络故障。（２）对于高阻型和闪络型故障也可以用直闪法和冲闪法进行测试，冲闪法逐渐增加电压给电容器充电，当电压到达某一值球间隙击穿，电容对电缆放电，高压脉冲信号施加于电缆使故障点击穿，通过分析故障点击穿放电所产生的脉冲电流波形测试故障点距离。冲闪法与直闪法是比较常用的检测方法，冲闪法与直闪法的区别是“直闪法”为去掉球间隙直接对电缆加高压脉冲信号。通过以上几种方法，可以测定电缆故障点的大概距离，但是为了便于组织处理，还必须对其进行精确定位。首先要查看电缆敷设时的原始资料，对电缆的走向、敷设方式、中间接头的位置进行了解。有的时候由于原始施工资料不很齐全，知道电缆的故障距离，但不知道具体到了什么位置，这个时候就要用电缆路径仪器探测出电缆路径。

2.2加强电缆运维巡视

特别是对电缆终端头和中间接头进行红外测温，提前发现电缆故障。关注电缆负荷变化情况，特别是满负荷或过负荷情况下，应加强巡视。

2.3电桥检测法

所谓的电桥检测法主要是指在电缆中要利用双臂电桥测量出流经新线的电流阻值，然后对电缆的长度进行测量，严格按照电阻与电缆长度之间所存在的关系，对电缆之中所存在的故障点加以计算，其中在应用电桥检测法对故障进行诊断的时候，需要多角度分析，尤其是要对短路点接触加以诊断，对小于一欧姆的电缆芯线间的短路接触阻值进行计算，要将故障的误差保持在三米以下，其中需要注意的一点是对于超过一欧姆故障连接处阻值的故障，则需要应用高电压烧穿技术，将其电阻下降到标准数值以下，然后继续利用电桥检测法进行测量。从本质上分析，利用电桥检测法对电力电缆故障进行诊断，可以提高精度测量，减少电桥连接线。

2.4提高电缆安装质量

电缆安装现场的环境复杂，对安装技术要求较高，电缆施工队伍应提高自身的技术素养，并严格按照安装规范进行，电缆接头安装人员更应如此。在电缆敷设时采用牵引方式应防止转弯处的侧压力过高，接头安装时应注意采用好的工艺措施保证安装水平，并在施工中不断总结。

2.5声音测量法

声音测量法主要是指检测诊断电缆故障的时候需要根据放电过程中所释放的声音进行判断，高压电缆的线芯对绝缘层闪络的放电比较适用于声音测量方法，需要应用直流耐压试验机对电力电缆故障加以诊断。其中，当电容器达到固定电压值的时候，要根据电缆故障新线放电现在，这个时候放电会发出滋滋的声音，所以可以靠听觉查出故障所在的位置，对于敷设在地下电缆如发生故障，首先需要对电缆的走向加以确定，并且在最大放电声音区域内放大设备，查找故障的发生位置，主要的方法是利用低音器缓慢地在电缆的走向处进行移动，在放电声最大的区域仔细检测。

2.6资料的管理

加强电缆工程相关资料管理及归档，应包含以电缆厂家资料、附件厂家资料、电缆路径走向、中间接头位置、监理见证记录、金属屏蔽层接地方式、安装报告、试验报告等。

2.7保证电力设计质量

各电力设计院是对电力系统进行设计的部门，应充分发挥其在整个电力系统规划、实施过程中的重要作用。努力提升各单位设计人员的设计水平，并在各地设计单位之间加强交流和学习，对出现在不同地方的电缆故障问题进行通报与原因探讨。

2.8电容电流检测法

在电缆运行当中，电缆芯线之间，芯线与地之间均匀分布电，并且电容量与电缆长度之间有着线性比例的关系，利用电容电流检测法可以对电容电流的数值加以确定，并将断线与完好新线之间的电容比进行分析与对比，从而利用公式找出故障点。

结语

总之，在当前城市建设过程中，电力电缆故障问题需加以关注，并分析故障产生的原因与类型，采取有效的诊断技术，以此做好诊断与处理，快速找出故障发生的点，保证用电的正常、稳定。

参考文献：

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