高壓電纜試驗故障分析

徐擁軍

摘要：隨著我國社會經濟、城市化的持續發展，人們對電能需求日益增多。所以，為了高效保障我國各級部門和人民的用電需求，高壓電纜便大量投放使用。本文針對高壓電纜故障進行了深入研究和分析，并對具體試驗方式、特征進行了概括性總結，從而為我國內力電纜輸電的發展貢獻力量。

關鍵詞：高壓電纜;試驗故障;聲波定位;機械損傷;絕緣層

引言：

隨著我國對電力系統可靠性重視程度的提高，在電力的生產、傳輸等方面也給予了重點關注，特別是在高壓電纜方面，對其正常條件下的運維、常見故障原因及維修方法等方面都進行了深入探索。最終發現，在優化高壓線路管理、布置的同時還要對高壓電纜故障及時判斷、處理及維修，才能積極推動我國電力事業快速發展，保障電力運輸的質量及效率。

一、高壓電纜試驗故障分析

1.高壓電纜長時間高負荷運轉

在高壓電纜實際應用過程中，供電負荷會隨著電壓等級的升高大幅升高，而隨著各級部門、人們對用電量需求的不斷提升，從而導致高壓電纜在長時間運行中出現高負荷運轉情況。而高壓電纜運行環境惡劣、隧道內腐蝕性氣體過多等問題都會直接導致其保護層受到嚴重毀壞，從而給高壓電纜本體帶來極大破壞。但是被長時間保護在固定環境中的高壓電纜，也會受到傷害【1】。因為高壓電纜長時間處在高溫、高負荷工作狀態中，一旦內部溫度過高，電纜的絕緣就會加速老化，毀壞絕緣體安全性能，從而加大高壓電纜絕緣事故發生幾率。

2.質量原因

在高壓電纜試驗過程中，由于其本身制造質量原因而發生故障幾率非常小。但高壓電纜在運轉、敷設等步驟中都有可能由于施工質量問題而出現故障隱患。但隨著當前市場競爭壓力不斷攀升，部分企業為了降低制造成本獲得更大經濟效益，便選擇了質量、價值都沒有嚴格保障的材料去生產，最終導致高壓電纜制造質量也受到嚴重影響，而這都會給高壓電纜的后續使用造成嚴重的安全隱患。在長期經歷風化、受潮等狀況后，引發重大電力事故的幾率也大大增加，從而給人民安全、財產造成了不必要的損失。

3.高壓電纜施工問題

在高壓電纜生產制造過程中，如果生產人員沒有依據我國相關標準進行，在極大程度上會給電力電纜的正常運行留下較大安全隱患。而在施工時期，電纜問題大致可以分為以下4方面【2】。第一方面，工作人員沒有完全依據相關標準進行安裝，有可能致使高壓電纜表面護層結構受到毀壞。而金屬護套被毀壞后，護層內結構便更加容易因為受潮、風化等原因造成電纜絕緣缺陷進而引發較大的安全事故。因此，生產企業一定要增強施工環節的關注度，才能從本質上解決此問題。第二方面，工作人員如果在安裝過程中沒有將中間接頭完全封閉、密封，便會致使高壓電纜在長時間運轉過程中發生層間進水、接地不良等問題。第三方面，因為高壓電纜線路的運行壽命周期較長，覆蓋面積非常廣，因此，如果工作人員沒有按時對電纜的接地結構連接部位進行及時維護，便可能會發生由于對地接觸不良等因素而影響到整個高壓電纜電能傳送效果的問題發生。第四方面，在整個高壓電纜作業過程中，電纜接頭設置是非常重要的，但由于工作人員基礎知識、技能不達標等原因會直接導致高壓電纜終端、接頭施工出現品質問題，而這都要生產企業予以重視。

二、高壓電纜試驗故障的解決策略

1.聲波定位方法

在高壓電纜試驗故障中，聲波定位技術是最常用的方法，但利用此種方法在對故障進行檢測時，要結合高壓發生器單元施加電壓脈沖，然后在高阻故障點就通過傳統的聽力放大原理來接受脈沖放電方式帶來的脈沖聲波，從而得知高壓電纜具體發生故障部位。而利用儀器自帶的低壓脈沖檢測能力可以有效完成對低阻短路、線路的故障點檢測，高壓脈沖則可以利用累積疊加方式從而實現電纜故障點定位工作【3】。

2.聲磁同步方法（？這個到底是什么方法我也不是很清楚）

在高壓電纜試驗故障中，聲磁同步定點儀主要是利用放電脈沖磁場作為同步信號，對聲音進行數字化采樣，將聲音波形顯示出來，波形可以持續保持，避免了聲音轉瞬即逝的缺點，而且故障點放電波形和噪聲有明顯的區別，更重要的是多次放電的聲音波形均非常相似，當觀察到多次放電的聲音波形相同時，可以明確判斷已經采集到了放電聲音，所以這可以直接利用聲音狀況去判定高壓故障所在位置。一般情況下，高壓電纜在出現故障時都會發出電聲，而檢測人員只需要收集電聲便可判定故障的大致方向。但是，由于聲磁同步法本身的局限性，所以實際應用范圍并不大。聲磁同步法在使用前要進行相關準備工作，以便在高壓數值達到額定值時自動對故障芯片進行放電，而檢測人員利用放電聲音便能對高壓故障進行維護。其關鍵點是，聲磁同步法在地面使用頻率較高，因為埋在地下會其位置變得更加隱蔽，然后再使用此方式進行查找、步驟就變得非常復雜，得不償失【4】。因此，在使用聲磁同步法對高壓故障檢驗時，一定要根據我國標準進行，以便在最大程度上保障其工作效率和安全性。

3.測定方法

電力系統將日常運行期間的高壓電纜試為容性負載，電容隨電纜平均分布。一般情況下，高壓電纜長度和電容量大小是成正比的，因此一旦電纜長度出現改變電容量就會隨之改變。所以檢測人員在對高壓電纜故障進行排查時，便可以通過測量電容方式來確定故障位置。另外，檢測人員在使用測定法進行故障排查時，一定要保證電壓處于穩定狀態，然后結合毫安級的交流電流去檢測高壓電纜線路，以便進一步提高檢測的精準性，從而確保高壓電纜故障點定點問題可以順利解決。

4.電纜測定方法

目前，我國對于高壓電纜關注度非常高，因為電纜的安全、穩定運行對人們日常生活是非常重要的【5】。只有提高對高壓電纜的重視程度，才能有效增強使用性能。而高壓電纜現有測試方法如下：第一，高壓電纜的振蕩試驗。試驗過程中，檢測人員要利用直流電對電纜進行充電，電壓值達標后通過可控間隙對電纜進行R-L-C串聯回路放電，該振蕩放電過程便是振蕩電壓試驗。第二，高壓電纜的諧振耐壓試驗。這種形式屬于L-C的串聯諧振，在工頻變壓器容量不能完全滿足試品容量實際所需的容性電流要求時，只能通過減小電流容量需求，通過改變系統頻率獲得滿足實際試驗所需電壓需求進行過度，通過并聯的高壓電容分壓器獲取相關數值，以此保障諧振耐壓試驗結果的精確性。串聯諧振其實是在系統內部將電源頻率、電感、電容參數進行改變從而產生可控電壓諧振的過程。而這種方式由于性價比很高、體積很小，相關知識理論體系較完善，所以非常值得研究人員進行深入探討與分析。

三、高壓電纜試驗注意事項

在高壓電纜試驗過程中，檢測人員要對以下4點進行格外重視【6】。第一點，直流測試系統中高壓電纜在幾十微安低端處連接，可有效降低誤差性;第二點，因為高壓電纜電壓非常高，為有效防止靜電感應效果，所以在可能存在漏電的部分應該全部封閉，例如，當兩端超過35KV時就要立即進行纜芯與接地系統的接地屏蔽;第三點，如果高壓電纜長度和電容太大，就會對電纜上的實際電壓數值造成不良影響，所以單獨使用低壓表是不能反映出電纜上的高壓測定實際數據的。第四點，設備的接線。設備可以輸入220V和380V的電源。電源的輸出端子與勵磁變壓器的輸入端子連接，分壓器的信號線、接地，勵磁變壓器的抽頭與電抗器的下端連接，第一電抗器的上端與第二電抗器的下端串聯連接，第二電抗器的上端與第三電抗器的下端連接，輸出端子為請注意輸入220V和380V在接線方式上有微妙的差異。（這些都是直流試驗的描述）另外，在整個高壓電纜試驗中，相關部門都要重點突出安全性、實效性，并結合增強危險源管控去降低試驗難度，從而使整個過程變得安全、簡易、方便。

結束語：

綜上所述，在高壓電纜試驗過程中，導致試驗過程中放電的原因很多，因此檢測人員需要對放電原因逐一驗證。另外，高壓電纜在電力工程中有著非常重要的地位，因為高壓電纜可以有效的提升電力能源的工作效率、安全性及穩定性，而利用好高壓電纜試驗可以將電纜本身作用發揮到最大。

參考文獻：

[1]趙昌鵬，魏子舒，周英明，杜群，張偉.高壓電力電纜故障分析及試驗方法[J].數字通信世界，2021（06）：213-214.

[2]劉軒.高壓電纜試驗故障分析[J].農村電氣化，2020（01）：55-56.

[3]林俊鋒.高壓電力電纜故障分析及試驗方法[J].通訊世界，2017（24）：182-183.

[4]黃世偉，李泳錫.高壓電力電纜故障原因分析和試驗方法的分析[J].化工管理，2017（29）：172.

[5]劉欣.高壓電力電纜故障原因分析和試驗方法研究[J].低碳世界，2016（23）：42-43.

[6]李浪. 高壓電力電纜故障原因分析和試驗方法的研究[D].西南交通大學，2013.