高壓電力電纜故障分析及試驗(yàn)方法

楊成剛 姜斌 陳文理

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷不斷增長(zhǎng)。電力電纜是傳輸電能非常重要的載體，電力電纜的安全可靠性直接影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。而隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，城鄉(xiāng)居民用電及企業(yè)用電量急劇增加，這對(duì)電力電纜的電能量傳輸提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。隨著城鄉(xiāng)用電量的急劇增長(zhǎng)，高壓電力電纜在我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的輸配電線路及工礦企業(yè)內(nèi)部的主干線路中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此需要不斷加強(qiáng)對(duì)高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)的研究，以提升高壓電力電纜試驗(yàn)方法與檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜;故障;試驗(yàn)方法

高壓電力電纜在長(zhǎng)期運(yùn)行中，如果維護(hù)、保養(yǎng)不到位，就有可能出現(xiàn)絕緣老化等故障問(wèn)題，并影響到高壓電力電纜的正常使用。文章通過(guò)對(duì)高壓電力電纜故障展開(kāi)研究，并結(jié)合實(shí)際針對(duì)高壓電力電纜運(yùn)行期間出現(xiàn)的故障以及試驗(yàn)方法提出個(gè)人觀點(diǎn)，希望為關(guān)注高壓電力電纜故障、試驗(yàn)的人群提供參考。

1高壓電力電纜在我國(guó)輸電網(wǎng)中應(yīng)用的重要性分析

用于電力傳輸及電能分配的電力電纜被稱為高壓電力電纜。由于高壓電力電纜的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，性能比較優(yōu)良，而且便于安裝維護(hù)，所以其在我國(guó)輸電線路及電能分配中應(yīng)用極為廣泛。高壓電力電纜不僅在中低壓范圍內(nèi)取代了傳統(tǒng)的油紙電纜，而且在高壓、超高壓等級(jí)上都能夠與充油電纜相媲美。高壓電力電纜在城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造過(guò)程中，受到我國(guó)電力部門的大力推廣與應(yīng)用，高壓電力電纜是我國(guó)電力電纜行業(yè)重要的研究發(fā)展方向。雖然絕大多數(shù)情況下，架空線傳輸電遠(yuǎn)低于高壓電力電纜傳輸?shù)某杀荆S著我國(guó)電纜制造技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電纜用量在我國(guó)電力傳輸線路中所占的比重越來(lái)越高。較之架空線路，高壓電力電纜主要有以下優(yōu)勢(shì)：（1）不容易受到內(nèi)外部因素的影響，送電可靠性非常高;（2）高壓電力電纜線間絕緣距離比較小，占用土地面積比較小，不容易受干擾電波影響;（3）能夠進(jìn)行地下敷設(shè)，可以不占用地面及空間，安全可靠性高。所以在我國(guó)電力發(fā)展過(guò)程中，要重視電力電纜的研究分析，要不斷提升電力電纜的制造、安裝、試驗(yàn)、維修、保養(yǎng)以及運(yùn)行水平，進(jìn)一步提升高壓電力電纜在我國(guó)輸電網(wǎng)中的應(yīng)用水平。

2高壓電力電纜故障類型

電力電纜常見(jiàn)故障可以分為以下幾種：第一，接地故障。大地與導(dǎo)體之間將會(huì)根據(jù)接地電阻值的不同而出現(xiàn)接地故障，若電阻沒(méi)有評(píng)估使用的意義，就可以歸結(jié)為完全接地。如果電阻依然具有統(tǒng)計(jì)意義，就會(huì)出現(xiàn)高、低電阻接地。第二，斷線故障。在電力電纜的運(yùn)行時(shí)，因?yàn)殡娎|往往會(huì)長(zhǎng)期處于外部工作環(huán)境中，因此在長(zhǎng)期運(yùn)行中有可能因?yàn)榇箫L(fēng)等因素而導(dǎo)致斷裂，進(jìn)而阻斷地那里正常運(yùn)輸。第三，絕緣故障。電纜在侵蝕之后將有可能因?yàn)槁╇姸霈F(xiàn)安全事故問(wèn)題。第四，短路。短路故障將會(huì)對(duì)設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致火災(zāi)。第五，閃絡(luò)。在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中，電流將有可能產(chǎn)生瞬時(shí)升高的情況，此時(shí)便會(huì)造成閃絡(luò)。

3高壓電力電纜的故障分析方法與試驗(yàn)方法研究

3.1測(cè)定法

電力電纜在日常運(yùn)行期間往往會(huì)產(chǎn)生非常大的電容，這部分電容將會(huì)在電纜中平均進(jìn)行分布。一般而言，電容量的大小與電纜的長(zhǎng)度關(guān)系成正比，當(dāng)電纜長(zhǎng)度發(fā)生改變時(shí)，就促使電容量一并發(fā)生改變。在對(duì)電力電纜故障進(jìn)行診斷排查時(shí)，可以利用測(cè)電容的方式來(lái)保障排查效果，這樣能夠順利判斷出故障部位。除此之外，在利用測(cè)定法進(jìn)行故障排查時(shí)，應(yīng)該在確保電壓處于恒定狀態(tài)，此時(shí)便可以結(jié)合交流毫安表來(lái)對(duì)電纜中的導(dǎo)線進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)一步提高檢查時(shí)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證電纜故障得以順利解決。

3.2測(cè)聲法

測(cè)聲法在電纜故障診斷中的使用極為廣泛，因?yàn)闇y(cè)聲法能夠通過(guò)聲音情況來(lái)判斷故障問(wèn)題的所處位置。一般電纜出現(xiàn)故障時(shí)將會(huì)產(chǎn)生放電聲，通過(guò)采集放電聲便能夠初步判定電纜故障的大致方位。但是因?yàn)闇y(cè)聲法的局限性，所以其實(shí)際使用范圍并不廣泛。測(cè)聲法在使用之前需要提前及進(jìn)行準(zhǔn)備工作，當(dāng)電壓數(shù)據(jù)達(dá)到既定數(shù)值之后，設(shè)備便會(huì)對(duì)故障部位的芯片進(jìn)行放電，通過(guò)對(duì)放電聲音位置進(jìn)行檢查便可以發(fā)現(xiàn)故障部位，此時(shí)便可以對(duì)其開(kāi)展重點(diǎn)維護(hù)。通常測(cè)聲法會(huì)在地面上進(jìn)行使用，因?yàn)槁袢氲叵碌碾娎|其位置往往極為隱秘，如果使用這種方式針對(duì)埋入地下的電纜故障問(wèn)題進(jìn)行診斷，就需要提前了解故障問(wèn)題的大致部位，然后緊貼地面進(jìn)行查找。在使用測(cè)聲法時(shí)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范來(lái)保證檢測(cè)效果，而且檢測(cè)時(shí)還要重點(diǎn)關(guān)注安全問(wèn)題。

3.3聲波定位

聲波定位的技術(shù)含量相對(duì)較高，采用這種方式進(jìn)行故障測(cè)量時(shí)，需要結(jié)合信息技術(shù)與相關(guān)元器件來(lái)施加電壓脈沖，此時(shí)處于電纜中的高電阻故障點(diǎn)就可以傳統(tǒng)電弧放電期間所出現(xiàn)的聲波、電磁波，進(jìn)而掌握電力電纜的實(shí)際故障位置。通過(guò)帶低壓脈沖能夠完成對(duì)于低阻、短路、線路全長(zhǎng)的高效檢測(cè)，而高壓脈沖以及多次脈沖相疊加的方式則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于高阻故障的有效檢測(cè)。

3.4電纜試驗(yàn)方法

國(guó)內(nèi)對(duì)于高壓電力電纜的重視程度非常高，因?yàn)殡娎|的運(yùn)行穩(wěn)定性將會(huì)嚴(yán)重影響到人們對(duì)于電力的正常使用。只有加強(qiáng)對(duì)于地那里電纜的重視程度，才能夠有效提高電纜的各種性能，令電纜在社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮出更為重要的作用。電纜試驗(yàn)方法如下：第一，振蕩電壓試驗(yàn)。試驗(yàn)期間需要采用直流電對(duì)電纜進(jìn)行充電，當(dāng)充電結(jié)束之后，會(huì)在間隙放電并造成擊穿，這時(shí)在線圈中集中放電便是震蕩電壓試驗(yàn)。第二，諧振耐壓試驗(yàn)，這種試驗(yàn)方式屬于串聯(lián)諧振，當(dāng)試驗(yàn)品無(wú)法真正滿足電壓的實(shí)際需求，只有利用相對(duì)較大的電流容量，并滿足試驗(yàn)時(shí)的實(shí)際電壓需求，才能夠保證試驗(yàn)結(jié)果得到滿足。串聯(lián)諧振的方式能夠有效改變系統(tǒng)中的電感、頻率情況，并且將回路控制始終控制諧振的狀態(tài)下，因?yàn)樾詢r(jià)比高、體積小，而且理論資料相對(duì)較為完善，所以這種試驗(yàn)方式值得對(duì)其進(jìn)行更加深入的研究。

3.5試驗(yàn)注意事項(xiàng)

在對(duì)高壓電力電纜進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該主要注意以下幾點(diǎn)：第一，通常幾十微安在低端進(jìn)行連接時(shí)，其誤差將會(huì)有所提升。第二，由于試驗(yàn)電壓相對(duì)較高，所以應(yīng)該將漏電部分屏蔽，即在兩端頭將超過(guò)35KV的電壓電纜屏蔽。第三，如果電纜長(zhǎng)度較長(zhǎng)且電容過(guò)大，所以其產(chǎn)生的影響往往會(huì)很難，單純使用低壓表很難完全反映出高壓測(cè)定時(shí)的真實(shí)電壓數(shù)據(jù)。第四，試驗(yàn)電壓過(guò)高時(shí)可以采用單機(jī)直流電壓裝置，如果無(wú)法滿足實(shí)際需求，則可以利用倍壓回路。對(duì)于電力電纜而言，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，都應(yīng)該重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)試驗(yàn)期間的安全性，通過(guò)加強(qiáng)危險(xiǎn)源管控以及安全防控能夠促使試驗(yàn)變得更加簡(jiǎn)單、方便。電力電纜作為促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心，其在使用之前需要對(duì)其專門開(kāi)展分析試驗(yàn)，并針對(duì)其在運(yùn)行期間可能出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行判斷，并作出預(yù)防，以此來(lái)保證高壓電力電纜得以在運(yùn)行期間發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

4結(jié)語(yǔ)

在電力工程中，高壓電力電纜的重要性毋庸置疑，通過(guò)高壓電力電纜能夠保證電力能源的使用效率，通過(guò)加強(qiáng)故障診斷與試驗(yàn)?zāi)軌蛄铍娏﹄娎|的作用完全發(fā)揮出來(lái)。相信隨著更多人了解到高壓電力電纜的重要性，其故障、試驗(yàn)方法一定會(huì)變得更加完善。

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