高壓電力電纜故障分析及診斷處理策略研究

張大成

摘 要 高壓電力電纜在正式投入使用之后，由于電纜本身結(jié)構(gòu)的限制、化學(xué)以及陽光、熱等的共同作用，在隨著使用時間的增長比較容易出現(xiàn)電纜老化的現(xiàn)象，進而發(fā)生電力電纜的故障。事實上電力電纜故障一般是由多種原因共同造成的，尤其是高壓電力電纜其故障形式多種多樣，因此掌握高壓電力電纜故障以及正確的診斷的方式和處理策略對電纜的正常運行的有積極的作用。

關(guān)鍵詞 高壓電力電纜;故障診斷;處理策略

前言

高壓電力電纜的運行環(huán)境相對來說比較惡劣，一旦發(fā)生了故障將會直接影響到供電線路的運行。造成高壓電力電纜的故障的原因有很多，例如外力破壞、電纜質(zhì)量問題、超負荷運行、絕緣層失效等等都會給電纜造成一定的損害。要想進一步的維護好高壓電力電纜的正常運行，做好高壓電力電纜故障分析及診斷處理研究非常有必要。

1高壓電力電纜故障分析

1.1 電纜本體故障分析

（1）外層保護故障。外層保護故障主要體現(xiàn)在電纜外層失去保護作用或者是喪失了絕緣性能，電纜外層一旦遭到破壞，容易發(fā)生絕緣擊穿事件，從而影響到線路的正常運轉(zhuǎn)。造成電纜外層保護失效的因素眾多，但是集中體現(xiàn)在施工損傷、硬物破壞、外力損傷、暴力施工以及電纜本身的缺陷等等。

（2）電纜金屬保護套故障。高壓電力電纜的金屬保護套具有徑向阻水作用，具有良好的熱穩(wěn)定性，可以最大程度上保護電纜芯不受外力損害。電纜金屬保護套失效的原因主要是因為金屬防護套的密封性不佳，導(dǎo)致了電纜的主絕緣容易進水，從而產(chǎn)生水樹，使得電纜的絕緣性能失效，發(fā)生絕緣擊穿，降低了電纜的使用壽命。

（3）主絕緣故障。主絕緣主要是在電纜芯和金屬保護套之間發(fā)揮電氣絕緣的功能，一旦主絕緣失效，那么電纜在運行的過程中比容易發(fā)生局部放電的情況。造成主絕緣失效的原因有很多，例如質(zhì)量問題、電樹枝、水樹枝、絕緣層老化等都能夠造成主絕緣失效。

1.2 電纜中間接頭故障分析

（1）導(dǎo)體連接故障。中間接頭可以將不同電纜段進行連接，如果接頭處拋光打磨不夠平整，尤其是在接口管口的邊緣處存在毛刺等情況，這樣會導(dǎo)致接口處電阻過大溫度過高，發(fā)生燒融、局部擊穿等故障。

（2）應(yīng)力錐制作缺陷。電纜的連接處需要加設(shè)應(yīng)力管，從而降低接口處的電場應(yīng)力。在電纜的施工過程中，受到環(huán)境的影響，容易受潮、進入雜質(zhì)、空氣等從而使得電場畸變。加之應(yīng)力錐的絕緣距離達不到標準、內(nèi)有氣泡、雜質(zhì)或者是水分等，同樣會發(fā)生電場畸變，使得電纜附件發(fā)生擊穿。

（3）密封不良。電纜的中間接頭如果出現(xiàn)了密封不良的情況，導(dǎo)致水分、雜質(zhì)等進入到中間接頭內(nèi)部，嚴重時會導(dǎo)致主絕緣內(nèi)部受潮，從而發(fā)生絕緣擊穿故障。

（4）絕緣老化。電纜在長期的運行過程中，受到高壓、高熱的作用，加上某些外力因素以及缺陷等作用，容易出現(xiàn)絕緣老化的情況，從而降低了電纜的絕緣性，容易發(fā)生擊穿故障。

（5）熱擊穿。電纜在強電場的作用下，電纜附件比較容易出現(xiàn)發(fā)熱的情況。由于電纜接頭出的電阻通產(chǎn)大于電纜電阻，在長期的運行狀態(tài)下，接頭處容易出現(xiàn)發(fā)熱嚴重情況，加之絕緣層不利于散熱，使得電纜接頭處出現(xiàn)過熱故障，造成熱擊穿。

1.3 典型故障分析

某110kV高壓電力線路，發(fā)生了零序加速保護動作，同時發(fā)生開關(guān)跳閘，經(jīng)過檢測是C相故障，發(fā)生故障的位置在03號纜線接頭處。工作人員將接頭解剖之后發(fā)現(xiàn)，纜線附件上有一條長度約為10mm破損。經(jīng)過分析，是由于附件的質(zhì)量問題，導(dǎo)致了接頭處的應(yīng)力錐失效，導(dǎo)致了接頭擊穿。

某220kV高壓輸電線路，接地距離1段保護動作，同時開關(guān)跳閘，經(jīng)過診斷是C相故障，電纜箱體的蓋板有燒灼痕跡。經(jīng)過分析，確定是由于摩擦導(dǎo)致了纜線的絕緣保護層失效，進而導(dǎo)致了主絕緣失效，使得纜線發(fā)生擊穿[1]。

2電纜故障診斷處理策略

在進行電纜故障診斷之前，首先使用絕緣電阻測試儀器對每相的對地絕緣，如果儀器的顯示為零，那么可以使用萬用表來測量是高阻接地還是低阻接地;其次，要測量兩相之間的絕緣電阻，用以斷定是否是相見故障;最后把一端的每相分別短路，測量電纜芯直流電阻，用以斷定是否開路故障。做好上述的工作之后，便可以初步斷定電纜故障屬于那種類型，接下來便可以采用低壓脈沖或者是高壓閃絡(luò)法進行精準的故障判斷。

2.1 高壓閃絡(luò)法

該種方法主要用于診斷高阻故障，使用直流高壓發(fā)生器將一負直流高壓加到故障相，當電壓升到一定高度時，故障點便會發(fā)生閃絡(luò)放電，會產(chǎn)生瞬間的短路，在故障點和測量點之間產(chǎn)生跳變電壓波往復(fù)傳輸，這樣便可以計算出故障點的位置。

2.2 低壓脈沖法

此種方法主要診斷低阻故障或者是開路故障，其原理是依據(jù)中波傳輸與反射原理，將故障電纜看作是一條均勻傳輸線，其每一點的抗阻性是均勻相等的。給電纜的一端施加一低壓脈沖波，因為在故障點的抗阻性發(fā)生了變化，脈沖波在傳輸?shù)皆擖c時會發(fā)生折射或者是反射，以此我們便可以診斷出故障點的位置[2]。

3高壓電力電纜故障運維措施

3.1 降低外力破壞

為了減少外力對電纜的破壞，相關(guān)部門在施工之前應(yīng)該做好溝通，電力部門應(yīng)該與相關(guān)部門分享電纜信息，從而避免發(fā)生暴力施工的情況，另外電力部門應(yīng)該加強宣傳，呼吁公眾保護電纜。此外應(yīng)該不斷提升局部放電測試，定期檢查電纜橋中是否存在電纜過緊的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)彎部位的防護是否到位等。最后，要提升電纜附屬設(shè)計質(zhì)量，加強隱蔽施工的驗收質(zhì)量等，最大程度上降低由于外力作用等對電纜的破壞情況。

3.2 加大檢查力度

對故障常發(fā)部位加大檢查力度，尤其是線纜接頭部位，最好開展放電普測工作，如果發(fā)現(xiàn)了可能性局部放電信號要做跟蹤，必要時要停電檢修。在電纜施工方面，要建立嚴格的施工資質(zhì)準入制度，并實行“追溯”制度，同時還要提升電纜施工驗收條件，杜絕因為施工不當引起電纜故障[3]。

4結(jié)束語

高壓電力電纜在運行過程中，由于受到多方面因素的作用，容易出現(xiàn)故障，常見的高壓電纜故障主要有電纜本體故障以及電纜接頭處故障。做好高壓電纜故障分析工作，對提升整個輸電路的運行效率有很大的促進作用。

參考文獻

[1] 王愛華.高壓電力電纜故障檢測技術(shù)的研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2009.

[2] 吳宜文.高壓電力電纜故障的起因診斷和處理[J].自動化與儀器儀表，2017，（3）：177-179.

[3] 袁鴻鵬.一起高壓電力電纜故障原因分析及防范措施[J].科技信息，2016，（35）：246-247.