高壓電力電纜故障分析及試驗方法

摘 要：高壓電力電纜作為連接各個電氣設備的原件，發(fā)揮著重要作用，因此采用合理方法進行試驗，保證高壓電力電纜的質量標準極為重要。本文對高壓電力電纜的常見故障及其維護方法進行了探討，并給出了正確的試驗方法，以期給相關工作者提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：高壓電力電纜；故障分析；試驗方法

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0058-02

1 引 言

高壓電力電纜作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，有著良好的市場前景，對于國家經(jīng)濟發(fā)展和推動社會發(fā)展有至關重要的作用，因此相關人員對于高壓電力電纜的檢測工作越來越重視。為了能使電纜更好地運行、發(fā)揮重要作用，必須掌握高壓電力電纜運行中常見的故障，并能夠做出正確處理，同時運用正確的試驗方法對其進行質量評估和檢測，需要具備一定的專業(yè)素質。

2 高壓電力電纜故障分析

2.1 電纜本身質量和操作問題

電力電纜本身可能存在質量問題，主要是由于電力電纜的設計并不符合國家統(tǒng)一標準和規(guī)范，生產(chǎn)廠家在其生產(chǎn)過程中使用不合格的劣質原材料等原因造成。而電力電纜的質量問題在使用時表現(xiàn)為以下方面：電纜的絕緣層和保護層沒有完全覆蓋，出現(xiàn)了不平整甚至部分破損的情況；電力電纜的配套設備金屬表面極為粗糙；電纜的附屬零件設計沒有達標、不合乎規(guī)范而發(fā)生電流的泄漏；電纜的絕緣層和保護層質量不達標，極易受潮引起電力系統(tǒng)故障等等。

操作方面的問題，主要是因為工作人員的專業(yè)素養(yǎng)不足，導致在進行電纜排布時電場分布不合理或進行了違規(guī)的操作。在鋪設電力電纜時，如果工作人員沒有依據(jù)標準規(guī)范進行鋪設，一般會導致電力電纜由于靠近管線而出現(xiàn)破損，長期的侵蝕也會導致電力電纜的崩潰，帶來嚴重的社會影響。

2.2 電力電纜的絕緣層或保護層受損

電力電纜的絕緣體或保護體在復雜的地下空間中，長期處于高溫和高強電壓的壓力下，導致電力電纜的電阻在不斷變化，長久以來，絕緣電阻和絕緣效果降低，絕緣層老化，在電纜密集地區(qū)，由于電纜密度較大、通風不良、溫度較高，更會加快電纜絕緣層老化進度。老化的絕緣層和絕緣層極易遭受侵蝕，在空氣中臭氧和地質環(huán)境中腐蝕性物質的作用下發(fā)生變質，電力電纜安裝的路段中存在的地下電場也會強烈腐蝕絕緣和保護層，例如鉛保護層在受潮后常造成電纜線路直接斷掉而發(fā)生短路。

2.3 電力電纜電壓過高

當電纜中的電壓超過電力電纜的負荷時，就會造成電纜的大面積燒毀，例如大氣過電壓常導致戶外終端的故障。電纜質量的缺陷也會增加燒毀故障的可能。

3 高壓電力電纜故障查找方法

當高壓電力電纜出現(xiàn)故障時，通常會采用電纜故障測試儀對故障發(fā)生點進行查找。電纜故障探測儀器能夠對于高壓電力電纜的多種故障進行比較準確的測定，例如電纜中的高阻網(wǎng)絡故障、電纜的短路或者斷路等常見情況。

若在此基礎上裝置聲測法定點儀即可十分精確地定位到故障所在點，定位的精度較高，十分適合用于對于不同型號、各種等級的電壓電力電纜或者通信電纜。儀器中已經(jīng)預置了幾種常見電纜的電波傳播速度：油浸紙電纜、交聯(lián)乙烯電纜以及塑料電纜等，其中沒有覆蓋的某些較為特殊的不常見電纜的電波傳播速度可以通過工作人員的現(xiàn)場臨時操作鍵盤來輸入，電纜的預制長度和故障的區(qū)域距離都可以直接由儀器自動測量，無需進行人工換算，從而準確地判斷故障點所在地。

儀器測試的結果會以數(shù)據(jù)的形式直接在液晶顯示屏上顯示，例如故障點和測試點之間的直線距離和相對方位，測量所得的波形、參數(shù)等都會被即時存儲，也可在日后進行參數(shù)調出，因此將故障高壓電力電纜的波形與正常的波形進行比較，就可以極為直觀地觀測到故障相關情況，對故障情況做出進一步的解析。

4 高壓電力電纜試驗方法分析

目前高壓電力電纜的故障原因分析及其維護在國內電纜行業(yè)關注度較高，如何對電力電纜進行試驗分析、提高其抗高溫和抗有毒氣體的性能、提高其絕緣性能、延長其使用壽命也備受國家電力企業(yè)的關注。下面列出目前常用的對于高壓電力電纜的試驗方法，進行簡要介紹。

4.1 絕緣電阻測試試驗

電纜中的絕緣電阻即為電纜內部芯線與外皮之間、電纜內部芯線之間的絕緣電阻。檢查電力電纜是否絕緣的最簡單的試驗就是絕緣電阻測試試驗。在電力電纜進行耐壓試驗前后都要對絕緣電阻進行測量，通過絕緣電阻測試試驗可以通過所得的電阻數(shù)值分析，發(fā)現(xiàn)電力電纜是否存在絕緣受潮老化的問題，同時可檢出電力電纜在進行耐壓試驗時存在的絕緣問題。

在試驗前要選擇合適的兆歐表，當測量電纜的電壓小于1000V時，使用1000V的兆歐表即可；當電纜電壓在1000V以上時，選用2500V的兆歐表；當電壓達到6kV甚至以上時，可以使用5000V的絕緣電阻表。使用手動兆歐表對電纜絕緣電阻進行測量時需要注意以下幾點：①電力電纜屬于容量很大的電力設備，因此測量過程中要使運行中的電纜進行充分的放電，對電纜的所有對外連接進行拆除，操作過程中應用絕緣的工具，以保證工作的安全性，防止電擊；②對電纜表面進行檢查，確保其沒有外表缺陷，用清潔且干燥的布擦凈電纜頭，之后便可逐相測量；③為了保證測量結果的準確性，要在電纜芯線的端部安裝上屏蔽環(huán)，之后接入兆歐表的屏蔽端“G”處。當出現(xiàn)電纜較長、電纜電流較大的情況時，兆歐表一開始的顯示數(shù)值較小，此時要將其搖動1min左右，記錄其在15s處和60s處的讀數(shù)；④將電纜外殼接地，同時與另外兩根電纜的芯線連接，一起連接到兆歐表的“E”處，被測試一端的電纜芯線則連接到兆歐表的“L”處，如此可以測得一端對于另外一端兩芯線以及地面的電阻；⑤測量完成后，為了避免出現(xiàn)電容電流對兆歐表進行反充電，要先將“L”處的接線斷開，之后停止對兆歐表的搖動，并且每次測量完畢后都要對其進行充分的放電；⑥當測量對象是橡塑絕緣電纜時，不光要對芯線的絕緣電阻實施測量，還要對鋼鎧甲和地面、銅屏蔽的絕緣電阻實施測量，目的是確定電纜的內外保護套有無損傷情況，從而判斷絕緣處是否存在受潮概率。

4.2 直流耐壓和泄漏電流試驗

直流耐壓試驗是對電力電纜的絕緣可耐電強度，泄漏電流試驗則負責對絕緣狀況的檢查。在測量時不斷升壓的過程中，直流耐壓試驗可以通過對于泄漏電流的監(jiān)測十分準確且集中地反映出絕緣內部存在的缺陷。當絕緣情況良好時，泄漏電流數(shù)值會隨著電壓上升而呈現(xiàn)直線上升，但是電流數(shù)值偏低，因此當數(shù)值呈現(xiàn)三相泄漏電流的數(shù)值間差距過大或泄漏電流上升太快的狀況時，要根據(jù)實際情況進行分析，從而酌量對試驗電壓進行增加或直接延長測量時間。進行直流耐壓和泄漏電流試驗需要對以下注意事項引起重視：①微安表應該連在高壓端。絕緣情況良好時，電力電纜的泄漏電流一般只有幾十微安，數(shù)值較小，這時設備和引線間存在著相對較大的雜散電流，如果把微安表連在低壓端，雜散電流會對其造成明顯的影響和干擾，引起較大誤差；②端頭部分的屏蔽。電力電纜的電壓在35kV甚至以上時，會因為試驗的電壓過高，導致通過測試品外表的泄漏電流十分大，這時要對端頭部分進行屏蔽；③電壓在高壓端直接測量。若電力電纜較長、電容量比較大，雜散電流對測量會產(chǎn)生較大干擾，處于低壓端的表未能將高壓端的實際電壓加以反映，解決措施就是直接在高壓端進行電壓的測量；④倍壓裝置的應用。當電力電纜的電壓在35kV甚至以上時，電纜測試所需試驗電壓過高，這種情況下，單級的直流裝置并不能達到其需要，因此必須采用倍壓裝置，如圖1所示。

5 結 語

綜上所述，高壓電力電纜的重要性使得其受關注度較高，因此要充分掌握高壓電力電纜故障發(fā)生的類型，針對其運行過程中出現(xiàn)的故障，應在進行電纜的安裝工作和試驗工作時加以檢驗，以便事前采取相應措施，防患于未然，在最大限度上減少經(jīng)濟效益和社會效益的損失。以高壓電力電纜為切入點，致力于推動電力行業(yè)的發(fā)展，從而為社會經(jīng)濟發(fā)展做出助推。

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收稿日期：2018-4-13