高压电力电缆故障分析及诊断处理策略研究.docx

高压电力电缆故障分析及诊断处理策略研究

张大成
摘 要 高压电力电缆在正式投入使用之后，由于电缆本身结构的限制、化学以及阳光、热等的共同作用，在随着使用时间的增长比较容易出现电缆老化的现象，进而发生电力电缆的故障。事实上电力电缆故障一般是由多种原因共同造成的，尤其是高压电力电缆其故障形式多种多样，因此掌握高压电力电缆故障以及正确的诊断的方式和处理策略对电缆的正常运行的有积极的作用。
关键词 高压电力电缆;故障诊断;处理策略
前言
高压电力电缆的运行环境相对来说比较恶劣，一旦发生了故障将会直接影响到供电线路的运行。造成高压电力电缆的故障的原因有很多，例如外力破坏、电缆质量问题、超负荷运行、绝缘层失效等等都会给电缆造成一定的损害。要想进一步的维护好高压电力电缆的正常运行，做好高压电力电缆故障分析及诊断处理研究非常有必要。
1高压电力电缆故障分析
1.1 电缆本体故障分析
（1）外层保护故障。外层保护故障主要体现在电缆外层失去保护作用或者是丧失了绝缘性能，电缆外层一旦遭到破坏，容易发生绝缘击穿事件，从而影响到线路的正常运转。造成电缆外层保护失效的因素众多，但是集中体现在施工损伤、硬物破坏、外力损伤、暴力施工以及电缆本身的缺陷等等。
（2）电缆金属保护套故障。高压电力电缆的金属保护套具有径向阻水作用，具有良好的热稳定性，可以最大程度上保护电缆芯不受外力损害。电缆金属保护套失效的原因主要是因为金属防护套的密封性不佳，导致了电缆的主绝缘容易进水，从而产生水树，使得电缆的绝缘性能失效，发生绝缘击穿，降低了电缆的使用寿命。
（3）主绝缘故障。主绝缘主要是在电缆芯和金属保护套之间发挥电气绝缘的功能，一旦主绝缘失效，那么电缆在运行的过程中比容易发生局部放电的情况。造成主绝缘失效的原因有很多，例如质量问题、电树枝、水树枝、绝缘层老化等都能够造成主绝缘失效。
1.2 电缆中间接头故障分析
（1）导体连接故障。中间接头可以将不同电缆段进行连接，如果接头处抛光打磨不够平整，尤其是在接口管口的邊缘处存在毛刺等情况，这样会导致接口处电阻过大温度过高，发生烧融、局部击穿等故障。
（2）应力锥制作缺陷。电缆的连接处需要加设应力管，从而降低接口处的电场应力。在电缆的施工过程中，受到环境的影响，容易受潮、进入杂质、空气等从而使得电场畸变。加之应力锥的绝缘距离达不到标准、内有气泡、杂质或者是水分等，同样会发生电场畸变，使得电缆附件发生击穿。
（3）密封不良。电缆的中间接头如果出现了密封不良的情况，导致水分、杂质等进入到中间接头内部，严重时会导致主绝缘内部受潮，从而发生绝缘击穿故障。
（4）绝缘老化。电缆在长期的运行过程中，受到高压、高热的作用，加上某些外力因素以及缺陷等作用，容易出现绝缘老化的情况，从而降低了电缆的绝缘性，容易发生击穿故障。
（5）热击穿。电缆在强电场的作用下，电缆附件比较容易出现发热的情况。由于电缆接头出的电阻通产大于电缆电阻，在长期的运行状态下，接头处容易出现发热严重情况，加之绝缘层不利于散热，使得电缆接头处出现过热故障，造成热击穿。
1.3 典型故障分析
某110kV高压电力线路，发生了零序加速保护动作，同时发生开关跳闸，经过检测是C相故障，发生故障的位置在03号缆线接头处。工作人员将接头解剖之后发现，缆线附件上有一条长度约为10mm破损。经过分析，是由于附件的质量问题，导致了接头处的应力锥失效，导致了接头击穿。
某220kV高压输电线路，接地距离1段保护动作，同时开关跳闸，经过诊断是C相故障，电缆箱体的盖板有烧灼痕迹。经过分析，确定是由于摩擦导致了缆线的绝缘保护层失效，进而导致了主绝缘失效，使得缆线发生击穿[1]。
2电缆故障诊断处理策略
在进行电缆故障诊断之前，首先使用绝缘电阻测试仪器对每相的对地绝缘，如果仪器的显示为零，那么可以使用万用表来测量是高阻接地还是低阻接地;其次，要测量两相之间的绝缘电阻，用以断定是否是相见故障;最后把一端的每相分别短路，测量电缆芯直流电阻，用以断定是否开路故障。做好上述的工作之后，便可以初步断定电缆故障属于那种类型，接下来便可以采用低压脉冲或者是高压闪络法进行精准的故障判断。
2.1 高压闪络法
该种方法主要用于诊断高阻故障，使用直流高压发生器将一负直流高压加到故障相，当电压升到一定高度时，故障点便会发生闪络放电，会产生瞬间的短路，在故障点和测量点之间产生跳变电压波往复传输，这样便可以计算出故障点的位置。
2.2 低压脉冲法
此种方法主要诊断低阻故障或者是开路故障，其原理是依据中波传输与反射原理，将故障电缆看作是一条均匀传输线，其每一点的抗阻性是均匀相等的。给电缆的一端施加一低压脉冲波，因为在故障点的抗阻性发生了变化，脉冲波在传输到该点时会发生折射或者是反射，以此我们便可以诊断出故障点的位置[2]。
3高压电力电缆故障运维措施
3.1 降低外力破坏
为了减少外力对电缆的破坏，相关部门在施工之前应该做好沟通，电力部门应该与相关部门分享电缆信息，从而避免发生暴力施工的情况，另外电力部门应该加强宣传，呼吁公众保护电缆。此外应该不断提升局部放电测试，定期检查电缆桥中是否存在电缆过紧的现象，转弯部位的防护是否到位等。最后，要提升电缆附属设计质量，加强隐蔽施工的验收质量等，最大程度上降低由于外力作用等对电缆的破坏情况。
3.2 加大检查力度
对故障常发部位加大检查力度，尤其是线缆接头部位，最好开展放电普测工作，如果发现了可能性局部放电信号要做跟踪，必要时要停电检修。在电缆施工方面，要建立严格的施工资质准入制度，并实行“追溯”制度，同时还要提升电缆施工验收条件，杜绝因为施工不当引起电缆故障[3]。
4结束语
高压电力电缆在运行过程中，由于受到多方面因素的作用，容易出现故障，常见的高压电缆故障主要有电缆本体故障以及电缆接头处故障。做好高压电缆故障分析工作，对提升整个输电路的运行效率有很大的促进作用。
参考文献
[1] 王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究[D].大连：大连理工大学，2009.
[2] 吴宜文.高压电力电缆故障的起因诊断和处理[J].自动化与仪器仪表，2017，（3）：177-179.
[3] 袁鸿鹏.一起高压电力电缆故障原因分析及防范措施[J].科技信息，2016，（35）：246-247.

-全文完-