高压电缆故障分析与检测

＠画国回国＠　２０１４年第３６期（总第２６４期）　，驴、驴　，护、驴、驴护　，驴痧、护，ｔ：Ｚ　高压电缆故障分析与检测　张金利　（青州市高新技术研究所，山东　潍坊摘２６２５００）　要高压电缆作为电力系统的重要组成部分，其运行的可靠性直接影响电力系统供电质量，电缆绝缘的好坏是影响电缆安全　可靠的关键因素，为保证电缆安全可靠运行，就必须对电缆进行正确的分析和诊断。　关键词高压电缆；故障分析；检测　电力电缆广泛应用于输电线路和配电网络中，其运行质量　是电力系统可靠运行的重要保证。交联聚乙烯电缆是高压电缆　的重压组成部分，在正常工作环境中的寿命一般为２０～３０年，然　而由于电缆敷设通常采用电缆沟或直埋两种方式埋于地下，长　期与土壤、水分、潮气接触，容易受到腐蚀，出现电缆故障，极大　影响高压电缆的使用寿命。因此正确分析和检测电缆故障，有利　于提高电缆故障处理效率，减少停电损失。　一、常见高压电缆故障类型　（１）绝缘性故障。由于受潮或损伤等原因造成绝缘等级下　降，出现漏电、相与相之间或相对地之间绝缘性能偏低以及泄露　电流过大等现象。　（２）接地故障。作接地系统时，未按要求进行处理造成接地　电阻过大；由于受到外界环境影响，致使接地系统不能达标。　（３）断路故障。在运行过程中，由于受到外界环境改变或外　力破坏造成短路故障。　（４）闪络故障。闪络性故障就是在高压保压过程中，突然击　穿，在此电压下又能保压的故障。　（５）短路故障。指有相间短路，主要是在制造过程中留下的　隐患。　二、高压电缆故障原因分析　１．电缆常见出现故障位置　（１）电缆绝缘层。电缆的绝缘老化主要出现在电缆投入运行　的后期，导致运行后期故障出现几率明显升高，其主要分为树枝　状老化、电热老化及附件材料老化。敷设在电缆密集区、电缆沟　及直埋等通风不良处的电缆容易老化。电缆正常运行时，由于受　到电和热的作用，物理性能出现明显改变，导致其内部绝缘强度　降低而最终出现绝缘老化。引起电缆老化的原因主要有：一是电　缆选型不当，造成电缆长期处于过电压；二是电缆附近存在热源　或电源，使其长期受热而老化；三是电缆周围土壤存在腐蚀性物　质，导致过早老化。　（２）电缆附件。整个电缆敷设过程中，由于长度和环境的制　约，需要用到中间头或终端头。而终端头或中间头由于制作工艺　不规范，出现气泡、水分、杂质等缺陷，造成该部位局部放电引起　绝缘击穿；同时在安装过程中，容易出现纸漏，导致该部位易出　现故障。其故障原因主要体现三个方面：一是电缆头制作工艺不　规范，制作质量达不到要求；二是电缆在运行过程中由于负荷和　工作环境的变化而产生热胀冷缩，特别是热缩电缆附件由于变　形导致密封性下降，绝缘层内进入大量水分和气泡，引起短路现　象；三是制作电缆头时，因环境湿度、潮气偏大，使其局部受潮，　绝缘性能下降，出现击穿现象。　（３）电缆外护套。电缆外护套层故障的原因主要有硬物损　伤、施工遗留缺陷以及白蚁蛀蚀等，为避免这些问题，在敷设过　程中应选择硬度较高和防蚁性能好的外部套电缆，并采用先进　的敷设方法，提高安装质量。　２．高压电缆故障原因　（１）外力破坏。由于受到城市规划工作施工过程的影响，造　成电缆损坏约占电缆故障的一半以上。其主要表现为三个方面：　一是直接受外力破坏，如进行城市建、交通运输、地下管道施工　等误伤电缆；二是施工损伤，如机械牵引力过大、电缆弯曲过度、　电缆剥削尺寸过大等损伤；三是自然损伤，如中间头或终端头的　绝缘膨胀而胀裂外护套，因土地下沉滑坡引起的拉力过大而造　成中间头或电缆本体损伤。　（２）电缆本身质量问题。电缆及其附件是电缆线路的重要构　成部分，其质量性能直接影响电缆线路的安全运行。在施工过程　中，由于标准不高，要求不严，容易出现较大的质量问题。主要体　现在三个方面：一是电缆本体质量缺陷，这一类缺陷往往是在生　产工程中，由于生产工艺不标准造成电缆内部存在气泡、杂质、　遗漏等问题，导致绝缘电阻过低、泄露电流过大，甚至击穿；二是　电缆附件质量缺陷，该缺陷主要绝缘管内有气泡、杂质、厚度不　均等；三是三头制作质量缺陷，主要现象有绝缘层绕包不紧、不　干净，密封不严，绝缘胶配比不当。　（３）安装施工损伤。电缆在安装施工过程中，由于野蛮拉拽　等原因，损伤电缆外护套，引起绝缘内部进水受潮，导致电缆质　量下降；制作电缆中问头或终端头时，因环境潮气、湿度过大，绝　缘层局部受潮，或接头密封性不好，使绝缘性能下降，导致电缆　击穿；电缆导体连接管接触不良，打磨不平整，使局部有尖角或　毛刺。　（４）过负荷运行。电缆线路长期运行过负荷且缺少及时维　护，加之较差的散热环境，使环境温度变化较大时，过负荷运行　的电缆本体热量无法散出，温度过高，加剧整根电缆的老化，留　下事故隐患。　三、电缆故障检测方法　１．电桥法　基本测试方法是在电缆线路测试端，将良好相与故障相分　别作为电桥的两个桥臂接在电缆测试仪上，将另一侧的相应导　体搭接构成回路。调节电桥使电桥平衡时，对应桥臂电阻乘积相　等，而由于电缆的两相导体作为桥臂，电缆电阻与其长度成正　比，所以可以将电缆电阻转化为长度关系。根据电桥的基本原　理，可根据可调电阻和标准电阻找出电缆故障点大体位置。该方　法主要用于检测单相、两相以及相间短路故障，但不适合测试高　阻和闪络故障。在检测过程中主要根据仪表测量和电阻计算公　式推导得出故障位置，其准确度较低，测量误差较大。　２．脉冲法　脉冲法是利用脉冲技术进行电缆故障位置检测的方法，主　要分为低压脉冲反射、直流高压闪络和冲击高压闪络测试方法。　低压脉冲反射法是在测试端输入低压脉冲信号，当脉冲信号沿　电缆传播到故障位置产生反射并回送至测试仪表，记录从发射　到反射接收脉冲信号的时间间隔，根据脉冲波在电缆中传播速　度从而计算出测试点到故障的距离。直流高压闪络法是在测试　端对电缆施加直流电压，并升高至产生闪络放电，利用闪络脉冲　与反射时间计算故障点距离。　在电缆故障诊断过程中，不仅要精确明了电缆路径情况，把　握中间头位置和过路管位置等重点区域和位置，同时注意采用　合理的检测方法和测量仪器，才能有效减小测量误差。　２ｌ７