關(guān)于110kV高壓電纜端擊穿的故障原因分析及防治對策探討

摘 要：在電力系統(tǒng)快速發(fā)展的今天，電壓等級也越來越高，這就需要對線路有更高的要求。常見的電力線路有架空線路和電纜線路，由于電纜線路占地面積比較小，電纜電容能提高線路供電的功率因數(shù)，因此應(yīng)用的比較廣泛。雖然電纜線路發(fā)生故障的可能性比較小，但是對它的故障檢測卻非常難。文章主要分析了110kV高壓電纜斷擊穿故障的原因，以及提出相應(yīng)的防治對策，希望能夠為提高高壓電力電纜的運行質(zhì)量，保證供電質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：110kV高壓電纜；擊穿故障；防治對策

引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人們對電力的需求量越來越大，對于電力輸送主要是通過電力線路來完成，電力電纜在電力輸送中具有主導(dǎo)性的作用，它的結(jié)構(gòu)簡單、機械強度高、承載能力強，安裝起來也比較方便，因此，在高壓線路中，將電纜線路代替架空線路是很有價值的。由于電纜線路通常是埋在地下，如果發(fā)生故障，查找起來非常麻煩。對于110kV高壓電纜端擊穿的故障，它發(fā)生故障的原因是多種多樣的，并且檢測處理困難，需要不斷提高檢測技術(shù)和采取各種防治對策，以提高110kV高壓電纜的故障處理效率，保證高壓電纜能夠正常運行。

1 電纜故障的分類

電力電纜的故障根據(jù)不同的分類有不同的故障原因。按照電纜故障的缺陷來分可以將電力電纜故障分為四種。第一，由于生產(chǎn)制造的原因，造成高壓電纜的絕緣出現(xiàn)偏心、屏蔽厚度不均勻、電纜中絕緣出現(xiàn)雜質(zhì)金屬護套密封性不好等原因，可能是由于生產(chǎn)工藝不完善或者人為技能存在差異，造成的電纜存在很大的缺陷，給電纜的安全運行帶來一定的安全隱患，加劇了電纜故障的發(fā)生。第二，電纜在規(guī)劃設(shè)計時，不能選擇合理的參數(shù)、性能和結(jié)構(gòu)，造成在實際使用時出現(xiàn)故障。第三，高壓電纜由于在施工過程中地質(zhì)條件差、施工技術(shù)不高、竣工驗收操作不當(dāng)?shù)?，造成電纜施工調(diào)試中出現(xiàn)問題。第四，由于受到外力的破壞等原因，造成電纜發(fā)生損壞，它在電纜故障中所占的比例最大。按照電纜發(fā)生故障的部位不同，可以分為電纜本體故障、電纜中間接頭故障、電纜接地系統(tǒng)故障和電纜終端頭故障。

2 110kV高壓電纜端擊穿的故障原因

2.1 110kV高壓電纜端的絕緣老化

電纜的絕緣性能會隨著所用時間的長短有所降低，這是由于電纜的絕緣老化造成的，它會增加電纜的故障率。對于電纜的絕緣老化，主要是由于電纜的絕緣材料發(fā)生了物理和化學(xué)變化，從而影響了電纜材料的性能。對于110kV高壓電纜運行時受到電、光、熱、機械等因素的影響，造成電纜的老化，如果是運行時間很長的老化是正常的，但是在短期內(nèi)的老化則是不正常的。如選擇的電纜不合適，使電纜長期工作在過載狀態(tài)，這樣會加速電纜的老化。電纜所處的環(huán)境部合適，使電纜的絕緣材料和周圍環(huán)境發(fā)生反應(yīng)，造成電纜老化。電纜周圍的溫度過高，造成長時間的加熱電纜，造成電纜的老化。總之，造成電纜絕緣老化的因素很多，需要對電纜絕緣老化的原因進行認(rèn)真分析，以找到合適的解決方法。

2.2 110kV高壓電纜端附件的故障

如果電纜沒有被自然或者人為的破壞，一般不會發(fā)生故障。但是電纜端的連接處是很容易發(fā)生故障的。這就需要高質(zhì)量的電纜附件，保證雜質(zhì)在規(guī)定的范圍之內(nèi)，孔隙率要高，才能避免發(fā)生局部放電和擊穿現(xiàn)象。常見的故障有由于連接電纜終端的連接器質(zhì)量不高，如出現(xiàn)壓線、密封、剝離半導(dǎo)體、導(dǎo)體連接等技術(shù)不符合工藝要求，造成電纜附件出現(xiàn)故障。在電纜附件制作時，由于材料選擇不正確，或者材料的比例不對，造成電纜附件出現(xiàn)熱膨脹，引起密封新下降，導(dǎo)致空氣進入附件中，引起短路。在生產(chǎn)電纜接頭時，由于忽略環(huán)境濕度，造成電纜接頭出現(xiàn)擊穿的故障。

2.3 110kV高壓電纜護層的故障

在電纜敷設(shè)時，通常選擇最短的路徑，這樣就會受到各種環(huán)境的影響，110kV電纜護層主要是為了保證電纜不受損壞。電纜護套腐蝕能夠提升電纜金屬護套的密封功能，保證電纜絕緣的良好性，防止金屬保護層出現(xiàn)感應(yīng)電壓。如果電纜的護層發(fā)生故障，會增加金屬護套的循環(huán)，影響電纜的傳輸容量，空氣、水等物質(zhì)和金屬發(fā)生反應(yīng)，造成電纜金屬套管的腐蝕，損壞電纜。電纜護層發(fā)生故障主要是由于電纜在制作生產(chǎn)時，質(zhì)量不合格，造成電纜護層出現(xiàn)缺陷功率，施工工藝不能按照要求實行，造成施工質(zhì)量差。還由于各種外界的野蠻施工造成對電纜護層的外力破壞。

3 110kV高壓電纜端擊穿的防治策略

3.1 110kV高壓電纜端故障分析

對于110kV高壓電纜的故障主要有高阻故障、低阻故障、接地、斷接、單相短路、兩相短路、三相短路等。對于電纜發(fā)生故障時，首先要對電纜進行故障分析，發(fā)現(xiàn)電纜發(fā)生故障的原因，然后進行故障的測試和診斷。在診斷時要根據(jù)線路的實際情況，來對線路的故障進行綜合診斷，保證診斷的準(zhǔn)確性。對于電纜故障的分析，首先要進行初步的判斷，然后進行進一步的觀察和分析，比如接地故障，可以根據(jù)故障現(xiàn)象確定是短路故障，但是不能分出是三相還兩相短路，這就需要運行更加精密的技術(shù)和儀器來判斷，測量絕緣電阻、導(dǎo)電性能等，最終確定電纜的故障。

3.2 110kV高壓電纜端的故障測距

對于110kV高壓電纜端發(fā)生擊穿的現(xiàn)象，可以采用電橋法、低電壓脈沖發(fā)射法、脈沖電壓法等進行故障的測距。第一，電橋法是操作最簡單，測量精度也比較高的方法，它測量的范圍比較廣，但是不能測量高阻和閃絡(luò)故障。對于高電阻故障，微電流靈敏度不僅無法檢測，還損壞故障點，甚至造成永久性短路。第二，低電壓脈沖發(fā)射法是對電纜注入壓力脈沖，當(dāng)這個壓力脈沖傳輸?shù)阶杩故涞牡胤綍r，如短路，就會發(fā)生脈沖的反射，然后由測量儀器的角度識別判斷故障性質(zhì)。它主要用于短路、開路、低阻等故障，不能用于高阻和閃絡(luò)故障。第三，脈沖電壓法是將故障通過高壓脈沖信號或者自流高壓的故障點擊穿，根據(jù)觀察點和故障點脈沖的時間間隔來進行確定，它不需要對故障點進行熔斷，測量簡單，因此應(yīng)用很廣泛。

3.3 110kV高壓電纜端故障的精確定位

根據(jù)故障測距只是確定了電纜故障的模糊位置，還需要對故障的位置進行進一步的精確定位。在對電纜故障進行精確定位前，需要熟悉電纜的敷設(shè)位置、方向、接頭等，這樣才能為精確位置的查找打下基礎(chǔ)?？梢岳锰囟ǖ穆窂桨惭b檢測器來確定電纜安裝的路徑。確定高阻閃絡(luò)故障的具體位置時可以利用磁聲同步法，在電纜的一端注入高壓脈沖，故障點會發(fā)出放電現(xiàn)象，擊穿的聲音就會填充在電纜中，在安靜的環(huán)境下，就能就收一個相對明確的磁場，從而確定故障的具體位置。對于故障電阻小于10Ω時，可以注入脈沖電壓信號，來進行測量，確定故障的精確位置。

4 結(jié)束語

綜上所述，110kV高壓電纜在輸電線路中占據(jù)著很大比例，而它的故障中電纜端擊穿的故障在電纜的故障中占據(jù)這很大的比例，這種故障需要有時肉眼是能看出來的，但是在電纜的故障檢測中卻比較難，需要故障檢測人員不斷加強學(xué)習(xí)，及時發(fā)現(xiàn)電纜波形中出現(xiàn)的故障，并要不斷總結(jié)，保證故障電纜能夠盡快恢復(fù)正常運行，保證110kV高壓電纜的工作質(zhì)量。

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