探討高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用研究

張翔 計(jì)志恒 王維孟 楊耿

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的繁榮，工業(yè)化以及城市化的發(fā)展，使得我國(guó)電力事業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是也導(dǎo)致輸電線路用電負(fù)荷增加等問(wèn)題的出現(xiàn)?；诖?，為了進(jìn)一步確保電路輸送的安全性，相關(guān)部門以及人員逐步使用了高壓電纜進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。事實(shí)上，高壓電纜護(hù)層在進(jìn)行接地作業(yè)的過(guò)程中容易出現(xiàn)故障，不利于電力運(yùn)輸作業(yè)的有效開(kāi)展。故而需要電力部門以及相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)于高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的分析，并加強(qiáng)利用?；诖耍疚膶?duì)高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)地分析與探究。

關(guān)鍵詞：高壓;電纜護(hù)層;接地故障;查找技術(shù);應(yīng)用

1電力電纜故障概述

1.1電力電纜故障原因

按照電學(xué)形式，可將高壓電力電纜故障的原因分成5類，具體可從以下幾方面來(lái)分析：

1.1.1外力破壞

是指高壓電力電纜在地下敷設(shè)后，受施工或者是其他外力的破壞，導(dǎo)致高壓電力電纜運(yùn)行出現(xiàn)故障問(wèn)題，無(wú)法正常運(yùn)行。

1.1.2生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題

即是電纜本身存在的質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致投入電力系統(tǒng)使用后出現(xiàn)故障。

1.1.3電纜接頭的制作問(wèn)題

有關(guān)人員在安裝電力電纜過(guò)程中，沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)定要求來(lái)接電纜接頭，更改電纜接頭的尺寸與技術(shù)具有隨意性，給電力傳輸帶來(lái)安全隱患。

1.1.4電力電纜施工質(zhì)量問(wèn)題

在電力電纜的施工過(guò)程中，部分施工人員沒(méi)有根據(jù)電纜施工要求來(lái)敷設(shè)，降低了施工效率。

1.2故障性質(zhì)分類

在高壓電力電纜運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)的故障問(wèn)題主要包括3大類：高阻故障、低阻故障以及開(kāi)路故障燈。其中開(kāi)路故障是指高壓電力電纜內(nèi)部一芯或者是多芯被斷開(kāi)，導(dǎo)致電力傳輸出現(xiàn)故障;常見(jiàn)于電力電纜被不法分子盜取與鋁芯電纜上。在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)，有關(guān)人員可通過(guò)沖閃法、二次脈沖法或者是低壓脈沖法進(jìn)行測(cè)量。高阻故障是指電力電纜一芯或者是多芯對(duì)地絕緣電阻值小于正常值，但高于幾百歐姆的故障問(wèn)題。高阻故障與開(kāi)路故障存在明顯差異，開(kāi)路故障的絕緣對(duì)地電阻值高達(dá)千歐，甚至是兆歐。而低阻故障則是電力電纜一芯或者是多芯對(duì)地絕緣電阻小于幾百歐姆的故障問(wèn)題，可采用低壓脈沖法進(jìn)行測(cè)量。

2高壓電纜護(hù)層環(huán)流產(chǎn)生原理

2.1單芯電力電纜結(jié)構(gòu)

電力電纜主要由線芯、絕緣層和護(hù)層三部分組成。線芯采用導(dǎo)電率較高的銅或鋁等金屬材料以減少電能傳輸損耗;絕緣層用于阻斷高壓導(dǎo)體與外界的電氣鏈接，通常采用的絕緣材料有聚乙烯、乙丙橡膠、交聯(lián)聚乙烯等;由于護(hù)層用來(lái)保護(hù)電纜在運(yùn)輸、敷設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中避免機(jī)械損傷，需要使用金屬材料制造密封護(hù)層和屏蔽層。

2.2電力電纜金屬護(hù)層感應(yīng)環(huán)流產(chǎn)生原理

電纜線芯通過(guò)交流電流時(shí)，在線芯周圍會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，由于渦流效應(yīng)在技術(shù)護(hù)層上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于電纜護(hù)套破損或制造缺陷，造成金屬護(hù)套多點(diǎn)接地的時(shí)，會(huì)在金屬護(hù)套、接地線、接地系統(tǒng)間形成回路，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生高壓環(huán)流。

3高壓電纜護(hù)層接地現(xiàn)狀

3.1缺乏高壓交聯(lián)電纜的交接試驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定

目前，我國(guó)的電力部門在借助高壓電纜進(jìn)行電力運(yùn)輸作業(yè)的過(guò)程中，由于電力技術(shù)人員缺乏對(duì)高壓電纜的交接試驗(yàn)規(guī)定的必要了解，故而導(dǎo)致在實(shí)際的操作過(guò)程中過(guò)分重視電纜主絕緣的耐壓，故而對(duì)高壓電纜的外護(hù)套的試驗(yàn)操作忽視，不利于有效的發(fā)現(xiàn)外護(hù)套絕緣損壞的隱性缺陷。

3.2高壓電纜線路護(hù)層接地保護(hù)不合理

此外，相關(guān)的研究、調(diào)查還發(fā)現(xiàn)：電力技術(shù)人員在進(jìn)行高壓電纜架設(shè)以及運(yùn)行的過(guò)程中，忽視了對(duì)于高壓電纜線路護(hù)層接地保護(hù)方式的管控，繼而導(dǎo)致高壓電纜線路無(wú)法滿足大負(fù)荷輸電的需要，導(dǎo)致高壓電纜外護(hù)套絕緣老化速度的加快。

3.3未能有效的開(kāi)展檢修作業(yè)

雖然電力部門會(huì)定期對(duì)高壓電纜外護(hù)層絕緣進(jìn)行檢測(cè)。但是由于我國(guó)高壓電力線路存在電纜開(kāi)路數(shù)多、檢測(cè)量大等狀況，繼而導(dǎo)致電力技術(shù)人員在進(jìn)行相關(guān)檢修作業(yè)的過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)槭韬龆鵁o(wú)法對(duì)線路進(jìn)行全面的檢修。故而導(dǎo)致一系列電力問(wèn)題的出現(xiàn)。

4高壓電纜護(hù)層接地故障查找技術(shù)的應(yīng)用

4.1電纜故障測(cè)距技術(shù)應(yīng)用

4.1.1低壓脈沖發(fā)射法

該電纜接地故障方法是一種無(wú)損的查找技術(shù)，是指在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，將低壓電流窄脈沖信號(hào)發(fā)送到電力電纜中，信號(hào)斷路點(diǎn)、接頭以及短路點(diǎn)在遇到發(fā)送的信號(hào)后，會(huì)將不同類型的波形反饋回來(lái)，然后借助微機(jī)計(jì)算機(jī)反射的時(shí)間差來(lái)測(cè)量反射波形的點(diǎn)，對(duì)反射脈沖的極性進(jìn)行識(shí)別后既可判斷出故障的具體性質(zhì)。若反射的是正波形表明是斷路點(diǎn);反射的是負(fù)波形表明是斷路點(diǎn);反射的是相對(duì)比較平緩的真負(fù)波形則是電纜的中間接頭，常用于低阻故障。低壓脈沖反射法在電纜短路、斷路和低阻故障測(cè)量中應(yīng)用較廣，此外還可用于測(cè)量電纜長(zhǎng)度、電磁波傳播速度以及區(qū)分T型接頭和終端頭等。

4.1.2電橋法

電橋法的應(yīng)用在低阻接地故障較為常見(jiàn)，是指借助電橋的運(yùn)行原理，對(duì)電力電纜外部可調(diào)電阻阻值進(jìn)行調(diào)節(jié)，讓電橋兩端處在平衡狀態(tài)，然后利用對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，從而確定電力電纜故障點(diǎn)的位置。

4.2電纜精確定位技術(shù)應(yīng)用

4.2.1聲波法

聲波法是指通過(guò)高壓脈沖發(fā)生器，將高壓脈沖發(fā)射到電力電纜中，達(dá)到故障位置，釋放能量擊穿接地點(diǎn)，并發(fā)生短暫的響聲，然后通過(guò)拾音器擴(kuò)大聲響，從而準(zhǔn)確判斷出接地故障位置。聲波法的應(yīng)用，在高阻接地故障與閃絡(luò)形故障較為常見(jiàn)。

4.2.2聲磁同步法

常用于低阻接地故障以及高阻接地故障;主要是通過(guò)高壓脈沖發(fā)生器，將高壓脈沖發(fā)送到電力電纜中，到達(dá)故障位置，然后將故障點(diǎn)的電磁信號(hào)與擊穿接地瞬間的聲音信號(hào)通過(guò)電磁探測(cè)儀或者是高頻拾音器反饋到檢測(cè)人員手中，為有關(guān)人員決策提供參考。

4.2.3電纜燒穿法

在電力電纜運(yùn)行過(guò)程中，如果使用聲波法以及聲磁同步法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不能瞬間擊穿接地點(diǎn)，應(yīng)通過(guò)電纜燒穿法來(lái)降低電纜節(jié)點(diǎn)電阻，然后再采用聲波法或者是聲磁同步法對(duì)故障位置進(jìn)行查找。工作原理：通過(guò)電纜燒穿儀器向故障電纜發(fā)射高壓小電流，讓電力電纜不間斷短路發(fā)熱，加快外部絕緣熱老化與碳化，從而精確判斷電纜故障位置。例如某高壓電力電纜于2015年故障跳閘，故障位置在C相。為了查找、確定故障性質(zhì)與故障點(diǎn)位置，首選采用低壓脈沖法對(duì)電力電纜進(jìn)行測(cè)試，電力電纜總長(zhǎng)1754m，與電纜資料吻合。基于本次故障問(wèn)題屬于高阻故障，使用沖閃法與二次脈沖法不能準(zhǔn)確查找故障位置，這時(shí)應(yīng)采用電纜燒穿法燒穿故障電纜C相，將殘壓值控制在預(yù)定位的范圍內(nèi)，并詳細(xì)觀察電壓泄露和殘壓電流值，從而確定該電纜C相是泄漏型高阻故障。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高壓電纜護(hù)層故障查找是一件非常棘手的問(wèn)題，要做到準(zhǔn)確、快速查找故障位置，除了需要具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)外，還需配備先進(jìn)的故障查找技術(shù)。因此在電力傳輸過(guò)程中，有關(guān)人員必須嚴(yán)格按照規(guī)定要求做好日常巡視與維修工作，并加大高壓電纜護(hù)層故障查找技術(shù)的研究，按照電力電纜故障原因與故障性質(zhì)，選擇相應(yīng)的電纜故障測(cè)距技術(shù)與電纜精確定位技術(shù)來(lái)查找，以提升電纜故障查找的精確度，確保供電穩(wěn)定可靠。

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