电力电缆护层接地电流故障分析方法

电力电缆护层接地电流故障分析方法

发表时间：2018-01-26T18:23:49.060Z 来源：《电力设备》2017年第28期作者：王子韬

[导读] 摘要：当前社会技术飞速发展，电力技术也在不断的演变，同时全球的用电量也在不断的增加，我们国家已经成为了一个用电大国，因此对于用电安全提出了更高的要求，而电力电缆的护层接地电流故障是电力系统中常见的故障之一。

（呼和浩特供电局内蒙古呼和浩特 010000）

摘要：当前社会技术飞速发展，电力技术也在不断的演变，同时全球的用电量也在不断的增加，我们国家已经成为了一个用电大国，因此对于用电安全提出了更高的要求，而电力电缆的护层接地电流故障是电力系统中常见的故障之一。当线路出现故障的时候，我们应该对其进行检修和维护，否则就可能会影响电力的正常使用。在这个电缆的使用过程中，我们可以借助故障检测的方式对线路的故障点进行分析，准确定位，进行最快的检修。避免造成更多的损失，全面提高电力系统的安全性。

关键词：电力电缆；护层接地电流；故障分析

引言

我们国家正在全面的对电网进行改造，同时国家也给予了大力支持，改革的进度也十分迅速。但是在这个改造的过程中，很多电力方面的问题也逐渐显露出来。一般情况下高压电力电缆通常选择单芯电缆来作为主要的材料，因为单芯电缆的一端可以接地，同时将电压释放出来。对于金属屏蔽的问题可以有效的躲避开，避免意外的金属环流情况发生，同时还能够有效的解决电力电缆护层传输过程中的电流故障。通常在多点接地的时候，我们会选择能够承受高电压，而且出现护层现象能够进行承担的单心电缆。因为电缆的质量和安装直接影响到用电的安全，如果质量出现问题、安装出现遗漏或者是原来的高压线路老化，这些都能够影响电力电缆的安全，甚至是引发事故。

一、电力电缆中护层接地电流故障的原因

在电缆实际运行的过程中，出现单相的接地电流故障主要原因是以下几种情况：（1）导线出现断线情况，落地了；（2）导线的绝缘子被击穿；（3）导线和树木进行接触，导致了树木短路；（4）配电的变压器，其高压的绕组出现单相绝缘被击穿或接地现象；（5）由雷击或者是其他原因导致的线路接地故障。前三种是导致线路故障的主要原因。

当线路出现接地故障时，线路会产生谐波电压，此电压的大小是正常电压的几倍，一旦不能够及时的进行处理，那么就会对外部造成危害。首先接地电流故障有可能会导致电气火灾的发生，其次，接地故障时产生的接地电流会对来往的行人以及巡视人员造成不必要的伤害，甚至会引起死亡事故。而且出现线路故障接地的情况时，会影响线路的供电，对用户的用电稳定情况造成影响，进而给电力公司也造成不必要的损失。

二、护层接地电流计算方法

我们通过对型号为XLPE一1×400mm2的110kV交联电缆进行分析：相关的参数主要是：绝缘层的直径是65。8毫米；绝缘屏蔽层的直径是68.8毫米；电缆的直径为24。1毫米，电缆的屏蔽层直径是26.6毫米；衬带层的直径是73毫米；金属护套层的直径是85毫米；PVC的外护套层直径是95毫米。

一旦交叉互联的单元当中，出现一个接头断开，那么这个在接头两侧的金属护壳就会处于悬空状态，我们把导体屏蔽以及绝缘屏蔽，还有金属护套和石墨外电极之间形成的两个电容值分别设为同轴柱形的Cl和Q，那么C1和Q就会形成一个电容的分压器，在电容极板上，金属护层与每一个点位值都相等，接电压U2是Cl、Q的线芯电压Un的分压。

我们把XIPE的介电常数取值为￡r.=2.3，PVC相对介质常数是￡r.=5.5，我们假设电缆的外电极完好同时做好了充分接地，可这样可以计算出金属护层的电压u2：

C1=2π×￡l×￡0[l/In（R2/R1）]=2π×2.3×8.85[l/In（32.9/13.3）]=1411（pF）

C2=2π×￡2×￡0[1/In（R4/R3）]=2π×5.5×8.85[1/In（47.5/42..5）]

=27501（pF）

U2=U0C1/（Cl+C2）=64×10³×[1411/（1411+27501）]=3121（V）

通过计算我们得出电缆的金属护层接地电流的监测十分重要，如果发现不够及时，不仅会损坏设备，同时也会影响维护人员的生命安全。

三、针对电缆护层接地电流在线监测手段

（一）分析护层的绝缘检测手段

首先，通常是借助断电模式对电力电缆进行检测和分析，之后再通过护层的绝缘电阻对线路的故障点进行检测。另外一种方法就是钳形的电流模式，主要指借助于测量层的循环电流对线路进行监测和分析，找到故障点。现在，随着技术的不断进步和发展，电力电缆的传输线路安全性也越来越高，在高压电缆中物理方面的电源故障也比较少见了。面对我们现在的复杂环境以及电力电缆的故障现象，已经无法用传统的手动测量方式来解决电缆护层的电流故障问题。我们举例来算计一下，某电力局有69条环形的高压电缆埋在地下，想要完成这些电缆的铺设，需要安装100多个直接的接地箱，还得安装100个叉连接地箱，这些箱子通常是放在塔中以及连接井内，面对这样大数量的箱体，传统的检测技术会耗费大量的物力、人力以及财力。因此，我们需要研究一个智能护套绝缘检测系统，借助于这套先进的系统，可以有效的检测和排除故障，同时还可以防患于未然。

（二）监测电力电缆的护层方法

2。1在线监测局部放电的方法

本文所说的局部放电实际上就是在电缆的绝缘护层上打孔，之后进行信号放电，这样的微孔放电技术可以作为高压电缆的在线监测方式，同时也比较方便。我们对过对绝缘介质外信号频率的差别来判断电缆的故障问题。当放电的信号频率在300KHz以上时，电信号就会处于电缆的屏蔽层，所以高频率的电信号会与电缆外屏蔽的电流互感器产生耦合，之后借助于超声波i数对局部放电的电缆进行监测。在一段电缆中，声信号的传输速度是比较缓慢的，因此外边的噪声信号也会比较少，同时对于电缆来说局部放电可以在现场进行检测。

2。2在线监测接地电流的方法

通常我们会觉得大于110kV的电压用到的电缆就是高压电缆，电缆我们一般采用单芯电缆，但是用单芯电缆的话，在金属护层与线芯之间会产生一种铰链的磁力线现象，此现象对线缆的感应电压会造成影响。为了能够避免这些意外的出现，我们需要进行接地操作对