試析高壓電纜故障分析判斷與故障點(diǎn)查找

孟慶輝 秦 凱 張 國(guó)

國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司

試析高壓電纜故障分析判斷與故障點(diǎn)查找

孟慶輝 秦 凱 張 國(guó)

國(guó)網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)加快了現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)，面對(duì)城市和農(nóng)村日益增長(zhǎng)的用電需求，高壓電纜的安全性能受到了人們的高度關(guān)注。高壓電纜相較于傳統(tǒng)電纜，安全性更高、穩(wěn)定性更好、維護(hù)方便，是當(dāng)前電氣設(shè)備、電能傳輸、電能分配的首選電纜，在我國(guó)現(xiàn)代化社會(huì)建設(shè)過程中得到了廣泛應(yīng)用。隨之而來的高壓電纜故障對(duì)供電造成了較大的影響，通過分析常見的高壓電纜故障，為準(zhǔn)確分析判斷高壓電纜故障，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)提供基礎(chǔ)依據(jù)，以便于及時(shí)有效的解決故障，保證電能正常供應(yīng)，避免對(duì)人們生活、生產(chǎn)造成較大困擾。

高壓電纜；故障分析；故障點(diǎn)查找

21世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)呈現(xiàn)速增態(tài)勢(shì)，綜合國(guó)力顯著提升，國(guó)內(nèi)國(guó)際皆取得了輝煌成就，這無不與中國(guó)電力、能源事業(yè)的科學(xué)、健康發(fā)展密切相關(guān)。城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加速發(fā)展，對(duì)城市的供電系統(tǒng)也提出了更高的要求。電力能源從發(fā)電、輸電、變電、配電直至用戶側(cè)，電力電纜的作用舉足輕重。詳細(xì)分析高壓電纜故障原因，對(duì)給出高壓電纜故障防范措施具有指導(dǎo)意義。歸納高壓電纜故障類別，研究故障檢測(cè)方法，對(duì)電纜運(yùn)行維護(hù)具有指導(dǎo)性意義。

1 高壓電纜故障概述

1.1 電纜老化

高壓電纜在長(zhǎng)久的使用過程中，電纜受到諸多因素的影響容易老化，比如機(jī)械、電、光、熱等，導(dǎo)致其絕緣性能大幅度降低，造成電纜出現(xiàn)故障的概率變大。高壓電纜在正常情況下，使用30年后會(huì)逐漸老化，但受到外界因素的影響，在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象較為普遍。

1.2 電纜附件故障

由于高壓電纜附件要求較高，制作工藝十分復(fù)雜，導(dǎo)致高壓電纜在接頭、終端等附件上，較為容易出現(xiàn)故障現(xiàn)象。制作的電纜中間接頭、終端存在質(zhì)量問題，比如導(dǎo)線壓接、導(dǎo)體連接管壓接等在制作過程中，未按照要求工藝技術(shù)要求進(jìn)行，造成附件質(zhì)量低劣，導(dǎo)致出現(xiàn)故障。

1.3 電纜護(hù)層故障

為了保證電纜主體所受侵蝕損壞程度最小，通常會(huì)在電纜外層加外護(hù)套，電纜護(hù)層需要具備良好的絕緣性能，以保證電纜護(hù)層的性能。電纜護(hù)層出現(xiàn)故障較為常見，對(duì)電纜傳輸造成的影響較大。

2 高壓電纜故障原因分析

a)由電纜的生產(chǎn)制造引起的電纜故障可涵蓋到電纜本體、接頭等。正常情況下，由于現(xiàn)代制造工藝的進(jìn)步，電纜本體缺陷誘發(fā)的電纜故障概率較小，然而實(shí)際生產(chǎn)中，廠家并未按照生產(chǎn)規(guī)定或?yàn)橼s工期進(jìn)行搶工，會(huì)使這種概率加大。絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、電纜金屬護(hù)套密封不良等問題是最多在電纜生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題；

b)電纜的安裝施工應(yīng)嚴(yán)格按照工藝規(guī)定進(jìn)行，但電纜安裝時(shí)環(huán)境較差，現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、灰塵等不易控制，些許的沙粒等雜質(zhì)進(jìn)入電纜絕緣中可能都會(huì)對(duì)其長(zhǎng)期安全運(yùn)行留下隱患。電纜項(xiàng)目竣工驗(yàn)收時(shí)也應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)要求進(jìn)行；

c)電纜長(zhǎng)期在電和熱的作用下，絕緣材料會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，加上長(zhǎng)期受到強(qiáng)電磁場(chǎng)的影響，絕緣層老化程度大大加快。超負(fù)荷運(yùn)行是電纜過熱的主要原因，外加環(huán)境封閉帶來的較差的通風(fēng)質(zhì)量，將嚴(yán)重影響電纜的絕緣層壽命。

3 高壓電纜故障防范與措施

3.1 高壓電纜頭防范措施

(1)電纜終端在制作時(shí)要防潮，平均氣溫低于0℃時(shí)，要有加熱措施。(2)應(yīng)盡量選用有應(yīng)力管的高壓電纜終端頭附件。電纜頭制作時(shí)要可靠地密封，防止外界的水及導(dǎo)電介質(zhì)侵入，引起爬電。(3)熱縮電纜終端頭長(zhǎng)期運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電纜終端頭的巡視檢查，電纜頭上的灰塵要及時(shí)清除。(4)電纜的固定：電纜頭做好后，在其安裝接線時(shí)，電纜分支不能多次被彎曲、扭轉(zhuǎn)。(5)電纜頭與導(dǎo)體連接質(zhì)量須注意。以不銹鋼螺栓為好壓接時(shí)，保證接線端子平面與出線導(dǎo)體銅端面平行貼合。(6)采用新技術(shù)、新材料，盡量使用冷縮電纜終端頭。它性能優(yōu)異，耐老化、防腐蝕，密封性能好，抗電痕性能好，硅橡膠彈性好，與電纜界面結(jié)合緊密，應(yīng)力控制與絕緣復(fù)合為一體，保證電纜的安全運(yùn)行。

3.2 合理應(yīng)用故障查找方式

(1)沖擊放電聲測(cè)法。這是當(dāng)前較為常用的電纜故障點(diǎn)定位方法，其通過在故障電纜上加一個(gè)高的沖擊電壓，在故障點(diǎn)發(fā)生閃絡(luò)放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的放電聲音，利用傳至地表的聲音可以通過定位儀準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)。(2)音頻法。在高壓電纜出現(xiàn)單相、兩相以及三相短路故障時(shí)，電阻值為零，放點(diǎn)間隙短路，沖擊放電聲測(cè)法聽不到放電聲，無法精確對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，此時(shí)則可以采用音頻法。基于高壓電纜兩心線里流動(dòng)的電流，產(chǎn)生的磁通相位差與故障點(diǎn)前后磁通變化規(guī)律性，從而產(chǎn)生了音頻法。(3)聲磁同步原理。通過對(duì)聲測(cè)法進(jìn)行不斷的改進(jìn)，采用電磁波和聲波接受狀況對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行判斷。當(dāng)?shù)卣癫ㄐ盘?hào)與電磁信號(hào)同步時(shí)，表示故障點(diǎn)就在附近。

3.3 加強(qiáng)高壓電纜質(zhì)量控制

a)加強(qiáng)電纜質(zhì)量檢驗(yàn)工作。生產(chǎn)質(zhì)量是企業(yè)的生命線。電纜生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部電纜質(zhì)量的管理，提高質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格地按照規(guī)定對(duì)生產(chǎn)的電纜產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)工作，杜絕問題電纜流向市場(chǎng)。監(jiān)督部門也應(yīng)該對(duì)企業(yè)出廠的電纜產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，如定期對(duì)電纜進(jìn)行抽樣檢查，以確保電纜質(zhì)量；b)保證電力設(shè)計(jì)質(zhì)量。各電力設(shè)計(jì)院是對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的部門，應(yīng)充分發(fā)揮其在整個(gè)電力系統(tǒng)規(guī)劃、實(shí)施過程中的重要作用。努力提升各單位設(shè)計(jì)人員的整體設(shè)計(jì)水平，并在各地設(shè)計(jì)單位之間加強(qiáng)交流和學(xué)習(xí)，對(duì)出現(xiàn)在不同地方的電纜故障問題進(jìn)行通報(bào)與原因探討；

綜上所述，分析了高壓電纜故障產(chǎn)生原因，包括整個(gè)應(yīng)用過程中出現(xiàn)絕緣老化原因、外力破壞原因。在此基礎(chǔ)上對(duì)電力電纜故障進(jìn)行分類，按照不同屬性可分為不同類型的故障，包括低阻故障、高阻故障和閃絡(luò)性故障等類型。另外，還詳細(xì)介紹了電纜故障的檢測(cè)方法，對(duì)電纜運(yùn)行維護(hù)工作具有積極作用。最后，給出幾點(diǎn)高壓電纜故障預(yù)防措施，對(duì)減少故障發(fā)生率具有重要意義。

[1]李浪.高壓電力電纜故障原因分析和試驗(yàn)方法的研究[D].西南交通大學(xué)，2013.

[2]趙建剛，黃劍凱.高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的探討與應(yīng)用[J].冶金動(dòng)力，2016，01：10-14+20.