高压电力电缆接地故障查找技术

高压电力电缆接地故障查找技术

发表时间：2018-04-13T11:43:01.703Z 来源：《电力设备》2017年第31期作者：祁菲[导读] 摘要：现阶段，我国电力系统得到逐步升级，电力输送的速度和效率大幅提升，高压输电线路的建设和优化促进了我国电力能源的快速发展，但是高压电缆在输电过程中还会出现很多的问题和故障，本文通过论述针对接地故障的一种查找技术，来为高压电缆的故障问题提出一些可行的解决措施。

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摘要：现阶段，我国电力系统得到逐步升级，电力输送的速度和效率大幅提升，高压输电线路的建设和优化促进了我国电力能源的快速发展，但是高压电缆在输电过程中还会出现很多的问题和故障，本文通过论述针对接地故障的一种查找技术，来为高压电缆的故障问题提出一些可行的解决措施。

关键词：高压电力电缆；接地故障；查找技术

前言

电力工业技术的发展与应用，传统的架空线路逐渐被电力电缆取代，并成为我国电力供电的表现形式。尤其是近年来，随着城市化进程的脚步加快，为了使用城乡规划与城市美化的需求，在城乡结合与城市地区，220kV及以下的电力传输均采用电力电缆进行供电。由于电力电缆的敷设都是使用直埋与穿管方法，在地下进行敷设，不利于有关人员的检修与巡视，一旦出现故障问题，势必增加电力电缆故障查找的力度。因此在高压电力电缆故障查找过程中，采用何种方式、手段以及技术进行查找，做好高压电力电缆查找工作是当前急需解决的问题。

1电力电缆故障的基本概述

1.1电缆故障产生原因

受不同因素影响，电缆会出现各种不同的故障。因此分析电缆故障产生原因，有助于快速判定电缆故障发生点。结合日常工作实践，现将电缆故障产生原因归纳如下：

1.1.1机械损伤

在引发电缆故障的各种原因中，机械故障是最为常见的，同时也是各种故障原因中占据最大比例的一种。有时候电缆即使其机械损伤较为轻微，但是随着时间的推移，也会慢慢发展成为故障。机械损伤的产生一般源于以下三种因素：①受外力作用而被损坏；②安装过程中受到损伤；③因地面建筑导致地面下沉，从而致使电缆出现变形甚至折断。

1.1.2 绝缘受潮

绝缘受潮一般源于以下三种因素：①电缆终端头或中间头密封性不好；②安装质量不佳导致绝缘内部残留水分；③金属护套因外物刺伤或腐蚀而出现空洞或裂缝。

1.1.3 绝缘老化变质

电缆其绝缘性能并非一成不变，随着时间的推移会慢慢老化变质。首先，在内外部循环应力作用下，电缆绝缘与护层因材料疲劳；其次，在电场作用下产生的某些化学物质会导致电缆绝缘加速老化，从而慢慢出现局部累积损伤；最后，电缆工作过程中因局部过热而导致绝缘加速老化。

1.2故障性质分类

在高压电力电缆运行过程中，出现的故障问题主要包括3大类：高阻故障、低阻故障以及开路故障灯。其中开路故障是指高压电力电缆内部一芯或者是多芯被断开，导致电力传输出现故障；常见于电力电缆被不法分子盗取与铝芯电缆上。在进行故障检测时，有关人员可通过冲闪法、二次脉冲法或者是低压脉冲法进行测量。高阻故障是指电力电缆一芯或者是多芯对地绝缘电阻值小于正常值，但高于几百欧姆的故障问题。高阻故障与开路故障存在明显差异，开路故障的绝缘对地电阻值高达千欧，甚至是兆欧。而低阻故障则是电力电缆一芯或者是多芯对地绝缘电阻小于几百欧姆的故障问题，可采用低压脉冲法进行测量。

2高压电力电缆接地故障查找技术

2.1电缆故障测距技术

电缆的故障检测具有一定危险性，有时在带电的检测情况下，工作人员要确保在不对其进行二次损害的前提下完成故障认定检测，通常采用低压脉冲发射的方式进行检测，将脉冲波发射至问题电缆之中，通过脉冲波发射传回的波形的差异性来判断各种故障原因和问题所在，这种查找方式不会对电缆造成影响，也能更好的保障检测人员的人身安全。在检测接地故障时，通常采用的是电桥法，通过对电缆中电力的流通产生的电阻不断的调整和平衡，利用电桥的作用机理推算出问题发生的具体位置。

2.2电缆精确定位技术

2.2.1声波法

声波法是指通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发射到电力电缆中，达到故障位置，释放能量击穿接地点，并发生短暂的响声，然后通过拾音器扩大声响，从而准确判断出接地故障位置。声波法的应用，在高阻接地故障与闪络形故障较为常见。

2.2.2声磁同步法

常用于低阻接地故障以及高阻接地故障；主要是通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发送到电力电缆中，到达故障位置，然后将故障点的电磁信号与击穿接地瞬间的声音信号通过电磁探测仪或者是高频拾音器反馈到检测人员手中，为有关人员决策提供参考。

2.2.3电缆烧穿法

在电力电缆运行过程中，如果使用声波法以及声磁同步法进行检测时，不能瞬间击穿接地点，应通过电缆烧穿法来降低电缆节点电阻，然后再采用声波法或者是声磁同步法对故障位置进行查找。工作原理：通过电缆烧穿仪器向故障电缆发射高压小电流，让电力电缆不间断短路发热，加快外部绝缘热老化与碳化，从而精确判断电缆故障位置。例如某高压电力电缆于2015年故障跳闸，故障位置在C相。为了查找、确定故障性质与故障点位置，首选采用低压脉冲法对电力电缆进行测试，电力电缆总长1754m，与电缆资料吻合。基于本次故障问题属于高阻故障，使用冲闪法与二次脉冲法不能准确查找故障位置，这时应采用电缆烧穿法烧穿故障电缆C相，将残压值控制在预定位的范围内，并详细观察电压泄露和残压电流值，从而确定该电缆C相是泄漏型高阻故障。

3电力电缆护层的选择

3.1交流系统单芯电力电缆的选择

在选择电力电缆时应当优先选择非磁性的金属铠装电缆，如果是未经过处理的钢制铠装电缆是不能够直接接入电路的，否则会影响电路的正常使用。

3.2根据不同的环境选取相应的电缆

如果电缆经过水流经的地区，或者阴冷潮湿区域，需增加特殊的保护层。如果电缆在水中，则应使用挤塑外护层。

3.3依据场所选定保护层

电缆无可避免地在很多时候要经过公共场所，公共场所人客流量大，保证人员安全就成了重中之重。针对防火防爆的要求，应选用聚氯乙烯或乙丙橡胶的外护层。这些防护层不含卤素，很大程度上可以避免安全事故的发生。

4电缆外护层的选用

4.1PE护层的选用

PE互层安装比较方便，但是不阻燃，如果遇到明火，会有极大的安全隐患。

4.2PVC护层的选用

具有一定的阻燃性，其外护层外应有一层外电极，使电缆的维护更加方便。

5电缆附件的如何选择

（1）如果电缆金属护层电压等级超过35kV，那么就不需要直接接地端，应该使用护层绝缘保护器将之接地，保护器的三相接线方式，则应采取Y0接线。

（2）如果电缆的保护层直接接地，那么一旦电压的等级超过35kV，电路极有可能会因为工频或者是感应电流过大而被击穿，这种情况下需要抑制电路中感应电流的强度，相关的工作人员应当在电缆沿线进行回流线或者是均压线的布设。对于一些隧道以及沟渠内的电缆，在铺设时一定要架设好地干线。

（3）回流线路中的阻抗以及线路两端接地电阻的阻值大小必须要经过严格的计算，确保所有的阻值能够有效的抑制电路中感应电路的大小，确保电路能够处于正常稳定的状态下运行。除此之外，在进行回流线的排列时施工人员还要控制好线路上的电能损耗，不能够过分的增大线路中的阻抗，否则会导致线路中电能损耗过大，影响线路电能的输送效率。

总结

伴随电力电缆在电网建设中的广泛使用，电缆故障这一问题受到了越来越多人的关注，对供电质量产生了极其显著的影响。但受电缆故障产生原因复杂、影响电缆故障定位因素较多等情况的制约，电缆故障出现了难以快速查找这一问题。因此，研究一种可行的、快速准确定位电缆故障的技术，对于提高电网运行可靠性、安全性，最大程度减少供电损失而言，具有尤为重要的理论研究意义和现实作用。

参考文献：

[1]杜瑞珊.高压电力电缆故障探测技术分析[J].城市建设理论研究：电子版，2015（16）.

[2]温俊鸿.高压电力电缆接地故障查找技术[J].工程技术：全文版，2016（03）：112-112.

[3]赵建刚，黄剑凯.高压电缆护层接地故障查找技术的探讨与应用[J].冶金动力，2016（01）：10-14.