高壓電纜故障原因分析及對(duì)策措施

張志明

【摘要】：分析了高壓電纜故障產(chǎn)生原因，包括生產(chǎn)制造過(guò)程、安裝調(diào)試過(guò)程、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(lèi)，并詳細(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，給出四點(diǎn)高壓電力電纜故障預(yù)防措施，對(duì)減小故障發(fā)生率具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】：高壓電纜故障；故障原因；故障分類(lèi)；故障檢測(cè)；預(yù)防措施

引言

21世紀(jì)以來(lái)，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(wú)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(hù)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(lèi)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、高壓電纜故障原因分析

高壓電纜按照故障產(chǎn)生的原因主要有以下四類(lèi)：生產(chǎn)制造過(guò)程、安裝調(diào)試過(guò)程、絕緣老化原因、外力破壞原因。（1）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)套密封不良等題是最多在電纜生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題；（2）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；（3）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(guò)熱的主要原因，外加環(huán)境封閉帶來(lái)的較差的通風(fēng)質(zhì)量，將嚴(yán)重影響電纜的絕緣層壽命。另外，作為傳輸電纜的重要組成部分，電纜接頭的安裝工作量較大。但由于現(xiàn)場(chǎng)施工不到位原因，絕緣帶層間不可避免地會(huì)有氣隙和雜質(zhì)，也會(huì)加劇電纜絕緣層老化變質(zhì)；（4）據(jù)統(tǒng)計(jì)機(jī)械外力破壞導(dǎo)致的電纜故障占到電纜總故障的一半以上，主要因?yàn)樵诔鞘邪l(fā)展中的土地翻新、地表塌陷等操作牽引力過(guò)大，對(duì)電纜損傷嚴(yán)重，甚至導(dǎo)致電纜破裂或者斷路。

2、高壓電纜故障檢測(cè)方法研究

當(dāng)電纜發(fā)生故障時(shí)，電纜線路的參數(shù)都會(huì)發(fā)生變化，準(zhǔn)確測(cè)量相關(guān)電氣參數(shù)的變化量，可推算出故障類(lèi)型或者故障點(diǎn)的距離。

2.1低壓脈沖法

低壓脈沖法的原理是在故障電纜上加上一個(gè)低壓脈沖信號(hào)，當(dāng)脈沖遇到故障點(diǎn)或者電纜接頭、電纜終端時(shí)，由于電氣參數(shù)突變的原因?qū)?huì)對(duì)脈沖信號(hào)產(chǎn)生該方法適用于開(kāi)路故障和低阻故障，但其局限性在于存在檢測(cè)盲區(qū)。由于測(cè)試儀器一般采用矩形脈沖，如果在脈沖寬度時(shí)間內(nèi)測(cè)得的反射脈沖與發(fā)射脈沖相互重疊，則儀器無(wú)法區(qū)分兩種波形，即不會(huì)測(cè)出故障點(diǎn)的距離。

2.2萬(wàn)用表法

萬(wàn)用表發(fā)的測(cè)量原理為：在終端將電纜的金屬屏蔽層與電纜纜芯進(jìn)行短接，在始端利用萬(wàn)用表測(cè)量電纜纜芯與金屬屏蔽層之間的電阻值。如果測(cè)得電阻值為無(wú)窮大，測(cè)故障為開(kāi)路故障；如果測(cè)得電阻值大于兩倍的線芯正常電阻，則視為似斷非斷故障類(lèi)型。對(duì)于三芯電纜，若金屬屏蔽層，則在終端位置將金屬屏蔽層短接，然后用萬(wàn)用表在始端測(cè)量三相間的電阻值和三相對(duì)絕緣層的電阻值。如果電纜不具備金屬屏蔽層，只需測(cè)試相間電阻。

2.3沖擊閃絡(luò)法

沖擊閃絡(luò)法利用向故障點(diǎn)發(fā)射一個(gè)高壓脈沖信號(hào)，將故障點(diǎn)擊穿放電，即發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象。沖擊閃絡(luò)法的適用范圍最廣，由其對(duì)高阻故障和閃絡(luò)性故障十分有效。除了沖擊閃絡(luò)法還有直流閃絡(luò)法，區(qū)別在于施加的信號(hào)變?yōu)榱酥绷鳑_擊電壓，目的也是擊穿故障點(diǎn)并產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

3、高壓電纜故障防范措施

電力電纜作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分，減少其故障發(fā)生率具有重大意義，本文將從以下四方面進(jìn)行闡述。

3.1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(wèn)題電纜流向市場(chǎng)。監(jiān)督部門(mén)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。

3.2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(mén)，應(yīng)充分發(fā)揮其在整個(gè)電力系統(tǒng)規(guī)劃、實(shí)施過(guò)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(wèn)題進(jìn)行通報(bào)與原因探討。

3.3提高電纜安裝質(zhì)量

電纜安裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜，安裝的技術(shù)要求較高，電纜的施工隊(duì)伍應(yīng)提高自身的技術(shù)素養(yǎng)，并嚴(yán)格按照安裝規(guī)范進(jìn)行，電纜接頭安裝人員更應(yīng)如此。在電纜敷設(shè)時(shí)采用牽引方式應(yīng)防止轉(zhuǎn)彎處的側(cè)壓力過(guò)高，接頭安裝時(shí)應(yīng)注意采用好的工藝措施保證安裝水平，并在施工中不斷總結(jié)。

3.4減少受外力破壞

城市的市政設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)對(duì)城市進(jìn)行規(guī)劃，其中包括道路的翻新工程等。這些單位應(yīng)與電力設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通交流，避免對(duì)已埋設(shè)的電纜造成嚴(yán)重?fù)p壞，影響城市電力系統(tǒng)安全。電纜運(yùn)維部門(mén)也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電纜的監(jiān)測(cè)，避免一些外力對(duì)電纜的破壞。

結(jié)語(yǔ)

分析了高壓電纜故障產(chǎn)生原因，包括生產(chǎn)制造過(guò)程、安裝調(diào)試過(guò)程、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(lèi)，按照不同屬性可分為不同類(lèi)型的故障，包括低阻故障、高阻故障和閃絡(luò)性故障等類(lèi)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，給出四點(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。

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