探討高壓電纜護層接地故障查找技術的應用研究

張翔 計志恒 王維孟 楊耿

摘要：伴隨著我國經濟的繁榮，工業化以及城市化的發展，使得我國電力事業獲得了長足的發展。但是也導致輸電線路用電負荷增加等問題的出現。基于此，為了進一步確保電路輸送的安全性，相關部門以及人員逐步使用了高壓電纜進行相關作業。事實上，高壓電纜護層在進行接地作業的過程中容易出現故障，不利于電力運輸作業的有效開展。故而需要電力部門以及相關人員加強對于高壓電纜護層接地故障查找技術的分析，并加強利用。基于此，本文對高壓電纜護層接地故障查找技術及其應用進行了詳細地分析與探究。

關鍵詞：高壓;電纜護層;接地故障;查找技術;應用

1電力電纜故障概述

1.1電力電纜故障原因

按照電學形式，可將高壓電力電纜故障的原因分成5類，具體可從以下幾方面來分析：

1.1.1外力破壞

是指高壓電力電纜在地下敷設后，受施工或者是其他外力的破壞，導致高壓電力電纜運行出現故障問題，無法正常運行。

1.1.2生產質量問題

即是電纜本身存在的質量問題，導致投入電力系統使用后出現故障。

1.1.3電纜接頭的制作問題

有關人員在安裝電力電纜過程中，沒有嚴格按照規定要求來接電纜接頭，更改電纜接頭的尺寸與技術具有隨意性，給電力傳輸帶來安全隱患。

1.1.4電力電纜施工質量問題

在電力電纜的施工過程中，部分施工人員沒有根據電纜施工要求來敷設，降低了施工效率。

1.2故障性質分類

在高壓電力電纜運行過程中，出現的故障問題主要包括3大類：高阻故障、低阻故障以及開路故障燈。其中開路故障是指高壓電力電纜內部一芯或者是多芯被斷開，導致電力傳輸出現故障;常見于電力電纜被不法分子盜取與鋁芯電纜上。在進行故障檢測時，有關人員可通過沖閃法、二次脈沖法或者是低壓脈沖法進行測量。高阻故障是指電力電纜一芯或者是多芯對地絕緣電阻值小于正常值，但高于幾百歐姆的故障問題。高阻故障與開路故障存在明顯差異，開路故障的絕緣對地電阻值高達千歐，甚至是兆歐。而低阻故障則是電力電纜一芯或者是多芯對地絕緣電阻小于幾百歐姆的故障問題，可采用低壓脈沖法進行測量。

2高壓電纜護層環流產生原理

2.1單芯電力電纜結構

電力電纜主要由線芯、絕緣層和護層三部分組成。線芯采用導電率較高的銅或鋁等金屬材料以減少電能傳輸損耗;絕緣層用于阻斷高壓導體與外界的電氣鏈接，通常采用的絕緣材料有聚乙烯、乙丙橡膠、交聯聚乙烯等;由于護層用來保護電纜在運輸、敷設和運行過程中避免機械損傷，需要使用金屬材料制造密封護層和屏蔽層。

2.2電力電纜金屬護層感應環流產生原理

電纜線芯通過交流電流時，在線芯周圍會產生感應磁場，由于渦流效應在技術護層上會產生感應電壓。由于電纜護套破損或制造缺陷，造成金屬護套多點接地的時，會在金屬護套、接地線、接地系統間形成回路，這時會產生高壓環流。

3高壓電纜護層接地現狀

3.1缺乏高壓交聯電纜的交接試驗項目規定

目前，我國的電力部門在借助高壓電纜進行電力運輸作業的過程中，由于電力技術人員缺乏對高壓電纜的交接試驗規定的必要了解，故而導致在實際的操作過程中過分重視電纜主絕緣的耐壓，故而對高壓電纜的外護套的試驗操作忽視，不利于有效的發現外護套絕緣損壞的隱性缺陷。

3.2高壓電纜線路護層接地保護不合理

此外，相關的研究、調查還發現：電力技術人員在進行高壓電纜架設以及運行的過程中，忽視了對于高壓電纜線路護層接地保護方式的管控，繼而導致高壓電纜線路無法滿足大負荷輸電的需要，導致高壓電纜外護套絕緣老化速度的加快。

3.3未能有效的開展檢修作業

雖然電力部門會定期對高壓電纜外護層絕緣進行檢測。但是由于我國高壓電力線路存在電纜開路數多、檢測量大等狀況，繼而導致電力技術人員在進行相關檢修作業的過程中往往會因為疏忽而無法對線路進行全面的檢修。故而導致一系列電力問題的出現。

4高壓電纜護層接地故障查找技術的應用

4.1電纜故障測距技術應用

4.1.1低壓脈沖發射法

該電纜接地故障方法是一種無損的查找技術，是指在進行檢測過程中，將低壓電流窄脈沖信號發送到電力電纜中，信號斷路點、接頭以及短路點在遇到發送的信號后，會將不同類型的波形反饋回來，然后借助微機計算機反射的時間差來測量反射波形的點，對反射脈沖的極性進行識別后既可判斷出故障的具體性質。若反射的是正波形表明是斷路點;反射的是負波形表明是斷路點;反射的是相對比較平緩的真負波形則是電纜的中間接頭，常用于低阻故障。低壓脈沖反射法在電纜短路、斷路和低阻故障測量中應用較廣，此外還可用于測量電纜長度、電磁波傳播速度以及區分T型接頭和終端頭等。

4.1.2電橋法

電橋法的應用在低阻接地故障較為常見，是指借助電橋的運行原理，對電力電纜外部可調電阻阻值進行調節，讓電橋兩端處在平衡狀態，然后利用對其進行計算，從而確定電力電纜故障點的位置。

4.2電纜精確定位技術應用

4.2.1聲波法

聲波法是指通過高壓脈沖發生器，將高壓脈沖發射到電力電纜中，達到故障位置，釋放能量擊穿接地點，并發生短暫的響聲，然后通過拾音器擴大聲響，從而準確判斷出接地故障位置。聲波法的應用，在高阻接地故障與閃絡形故障較為常見。

4.2.2聲磁同步法

常用于低阻接地故障以及高阻接地故障;主要是通過高壓脈沖發生器，將高壓脈沖發送到電力電纜中，到達故障位置，然后將故障點的電磁信號與擊穿接地瞬間的聲音信號通過電磁探測儀或者是高頻拾音器反饋到檢測人員手中，為有關人員決策提供參考。

4.2.3電纜燒穿法

在電力電纜運行過程中，如果使用聲波法以及聲磁同步法進行檢測時，不能瞬間擊穿接地點，應通過電纜燒穿法來降低電纜節點電阻，然后再采用聲波法或者是聲磁同步法對故障位置進行查找。工作原理：通過電纜燒穿儀器向故障電纜發射高壓小電流，讓電力電纜不間斷短路發熱，加快外部絕緣熱老化與碳化，從而精確判斷電纜故障位置。例如某高壓電力電纜于2015年故障跳閘，故障位置在C相。為了查找、確定故障性質與故障點位置，首選采用低壓脈沖法對電力電纜進行測試，電力電纜總長1754m，與電纜資料吻合。基于本次故障問題屬于高阻故障，使用沖閃法與二次脈沖法不能準確查找故障位置，這時應采用電纜燒穿法燒穿故障電纜C相，將殘壓值控制在預定位的范圍內，并詳細觀察電壓泄露和殘壓電流值，從而確定該電纜C相是泄漏型高阻故障。

5結束語

綜上所述，高壓電纜護層故障查找是一件非常棘手的問題，要做到準確、快速查找故障位置，除了需要具備豐富的工作經驗外，還需配備先進的故障查找技術。因此在電力傳輸過程中，有關人員必須嚴格按照規定要求做好日常巡視與維修工作，并加大高壓電纜護層故障查找技術的研究，按照電力電纜故障原因與故障性質，選擇相應的電纜故障測距技術與電纜精確定位技術來查找，以提升電纜故障查找的精確度，確保供電穩定可靠。

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