高壓電力電纜故障監測措施的相關研究

朱軼瑾+鄭雯佳+何嘉超

摘 要：高壓電力電纜，其在電網系統中占有重要的地位。高壓電力電纜在運行中，存在一定的故障隱患，在高負荷用電的背景下，要采用故障監測的手段，監督高壓電力電纜的運行狀態，及時發現故障問題并處理，保障高壓電力電纜的安全與穩定，降低故障發生機率和影響力度。本文以高壓電力電纜為研究對象，探討故障檢測措施的相關內容。

關鍵詞：高壓電力電纜；故障監測；措施

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A

我國電網系統正處于逐步改革的狀態，在改革創新中，高壓電力電纜的規模越來越大，考慮到高壓電力電纜在電網系統中的作用，全面實行故障監測，致力于解決監測中的故障問題，促使高壓電力電纜保持高效、穩定的運行狀態，防止發生安全事故。高壓電力電纜的故障監測措施，有利于提高運行的水平，預防運行風險，體現了故障監測措施在高壓電力電纜方面的實踐價值。

一、高壓電力電纜故障原因

分析高壓電力電纜故障的原因，如：（1）高壓電力電纜的生產制造，本身就是誘發故障的原因，電纜本體、連接點等未達到規范的指標標準，安裝到電網系統內，有缺陷的高壓電力電纜，就會第一時間表現出故障問題；（2）調試方面的故障原因，高壓電力電纜安裝后，通過調試的手段，促使電纜進入到正常的運行狀態，實際在調試時，缺乏規范標準，或者未經過調試就投入運行，都會對高壓電纜電纜造成故障影響；（3）外力破壞，鳥類遷徙、建筑改造以及人為破壞，都屬于外力破壞的范圍，在高壓電力電纜體系中，引發故障缺陷，在短時間內就會造成斷電、短路的問題。

二、高壓電力電纜故障表現

高壓電力電纜故障，表現為絕緣故障、附件故障兩個部分，結合高壓電力電纜的運行，分析故障的具體表現，如下：

1.絕緣故障

高壓電力電纜的絕緣故障，在電纜運行一段時間后，經常出現，運行時間越久，故障率的發生率越高。絕緣材料在高壓電力電纜中起到保護、防觸電的作用，絕緣材料受到環境條件的干擾，出現老化、破裂的情況，加速喪失絕緣性能，引起了物理變化，損壞了高壓電力電纜的絕緣設備和材料。絕緣故障中，最為明顯的是老化問題，高壓電力電纜的絕緣老化，降低了絕緣材料的保護性能，無法保障絕緣材料的安全性。

2.附件故障

高壓電力電纜的附件故障，是指在附件方面，引起放電、擊穿的故障問題。附件故障的表現有：（1）附件結構，在剝離半導體的操作中，破壞到了電纜的附件，在附件表面，附著了大量的灰塵、雜質，導致附件投入使用之后，產生了強大的電場，電場作用下灰塵、雜質處于游離的狀態，加快了附件故障的發生速度；（2）附件制作時，連接位置有質量缺陷，待附件工作中，缺乏有效的連接控制，接頭的位置，電阻數值過大，有明顯的發熱情況，嚴重時會誘發附件火災；（3）附件安裝工藝不規范，如接頭、密封不規范，導致附件工作后，面臨著潮氣的干擾，降低了附件的工作能力。

三、高壓電力電纜故障監測

1.在線監測

在線監測的應用，在高壓電力電纜故障監測方面，起到監督、控制的作用，主要是監測局部放電故障。在線監測時，從高壓電力電纜結構內，選擇安裝電流傳感器的位置，如：交叉互聯箱、終端接地箱等，利用傳感器耦合的方法，采集系統中的電流量，直接傳輸到在線監測中心，實時監督高壓電力電纜的運行狀態。在線監測中心根據傳送的狀態信息，評估電纜的運行狀態。

2.故障測距

高壓電力電纜故障監測中的測距，屬于故障定位的關鍵指標，測距期間，嚴格規劃出故障的位置，快速、直接地找到故障點的位置。測距在故障監測中，屬于重要的部分，輔助高壓電力電纜故障的定位水平，提高故障檢測及維護的工作效率。

3.監測技術

高壓電力電纜有故障時，線路中的參數，有著明顯的變化，采用監測技術，獲取參數的實際變化量，在此基礎上，推算出高壓電力電纜的故障，同時有效判斷故障的發生位置。列舉高壓電力電纜中，比較常用的監測技術，如下：

電橋法。高壓電力電纜故障監測時的電橋法，具有簡單、方便的特征，其應用非常廣泛，其只能判斷故障，無法準確地判斷故障類別。電橋法中的電流稍小，采用的儀表儀器，要具有較高的靈敏性，降低故障監測時的誤差。電橋法使用時，應該測量非故障電纜相電阻，同時測量電橋法接入電纜相故障點前后的電阻值，比較后，找出高壓電力電纜故障的發生點。

萬用表法。在高壓電力電纜的故障監測過程中，萬用表法短接了電纜內的金屬屏蔽層以及電纜芯，也就是高壓電力電纜的終端，而始端測量短接的電阻值，電阻值讀數是無窮大時，說明高壓電力電纜系統中，有開路的故障，電阻值的讀數，高于兩倍線芯的電阻，表示系統內出現了似斷非斷的故障情況。高壓電力電纜的三芯電纜結構，如果接入了金屬屏蔽層，就要考慮在終端位置，短接屏蔽層，采用萬用表，接入開始位置，直接測量三相間的實際電阻值，掌握絕緣層的電阻值。高壓電力電纜也存在著一些系統，沒有金屬屏蔽層，檢測相間電阻即可，判斷高壓電力電纜的性能和質量。

低壓脈沖法。高壓電力電纜中的低壓脈沖法，需要在故障電纜結構中，增加低壓脈沖信號，待脈沖到達故障點、接頭以及終端位置后，就會受到電氣參數突變的干擾，促使脈沖信號發生反射、折射的情況，此時運用儀器，記錄好低壓脈沖從發射一直到接收過程的時間差，計算出高壓電力電纜的故障區域。低壓脈沖法在高壓電力電纜的故障診斷方面，常見于低阻故障、開路故障，有一定的局限性，低壓脈沖的儀器，以矩形脈沖為主，考慮到脈沖寬度、發射脈沖和反射脈沖的重疊問題，合理選擇低壓脈沖法的儀器。

二次脈沖法。此類方法比較適用于高壓電力電纜的閃絡故障，配合高壓發生器沖擊閃絡的技術，促使二次脈沖，在電纜的故障點，表現出起弧滅弧的瞬間變化，進而出發低壓脈沖信號，經過二次脈沖操作后，比較低壓脈沖的波形，規劃出高壓電力電纜的故障點。

沖擊閃絡法。高壓電力電纜的故障點位置，受到沖擊閃絡法的影響，形成了高壓脈沖信號，出現了擊穿放電的問題，也就是常見的閃絡現場。沖擊閃絡法在高壓電力電纜故障中，應用最為廣泛，其可靈敏的檢測到電纜中的閃絡故障、高阻故障，通過放電的現象，評估高壓電力電纜的運行狀態。

結語

高壓電力電纜故障監測措施中，要明確故障的發生原因和具體表現，由此才能提高故障監測的水平，全面保護高壓電力電纜的安全運行。高壓電力電纜在電網的發展過程中，具有較大的潛力，必須要落實電纜故障監測，優化高壓電力電纜的運行環境，保障電網的安全性及可靠性，避免高壓電力電纜結構中發生故障問題，提升電網運行的水平。

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