110kV及以上高壓電力電纜故障檢測及原因分析

史德生 卞秋野

摘要：隨著社會生產力的不斷發展，各行各業對電能的需求量越來越大，高壓電力電纜在電力系統變送電的應用越來越普遍。由于受外界光、熱和氧化等作用造成電力電纜的絕緣性降低，最終可能導致短路故障的產生。為了避免損失，降低電力電纜故障率，電纜的故障檢測和事故分析就顯得非常重要。在本文中，主要是結合自身實際經驗，對110kV及以上高壓電力電纜檢測方法以及故障原因進行了一定的分析，并結合試驗對其進行了探討。

關鍵詞：高壓電力電纜;故障原因;故障檢測

一、高壓電力電纜的故障原因分析

（一）線路短路

導致輸電線路出現短路問題的原因有如下幾種：一是受到外力及人為操作失誤，進而造成導電體連接的輸電線路短路。電纜的絕緣層長時間受到電流、電壓的影響，使得絕緣層出現老化，進而引發故障問題;二是電力系統導線受到風力的影響，而發生碰撞、絞線等問題，導致線路短路。

（二）斷路故障

當輸電線路某處發生斷路，就會導致電路系統回路不順暢，也就表示出現了短路故障。電纜斷路，輸電線路斷口處就會出現電弧現象，從而引發更為嚴重的電力事故。通常而言，造成電纜出現斷路問題的原因是：導線接頭被燒斷、接觸不良、某一相導線斷開等等

（三）電纜接地故障

電纜接地故障的產生都是人為操作失誤，或者是一些偶然因素導致。一般來說，當電力系統導線斷開，產生接地故障，這時，輸電線路就會對周圍的導體進行放電，從而造成更為嚴重的安全問題。

（四）閃路故障

通常情況下，電纜處在低電壓是絕緣狀態良好，不會發生短路故障。當電壓值上升到一定高度后，或者是在某段時間某處電壓呈持續上升狀態，則就會瞬間擊穿絕緣體，出現閃路故障。

（五）自然因素造成的電纜故障

由自然因素引起的故障有電纜變形、絕緣物流失等等。例如：地面沉降，會使電纜產生各種程度的損壞、變形等。主要是地面下沉會改變電纜受力情況，電纜線外護套等都會發生損壞。

二、高壓電力電纜的試驗

（一）絕緣性能的檢測

高壓電力電纜的絕緣測量應該使用2500V電壓表進行。在測量前要斷開線路上所有的外接線，并且上電運行過的輸電線路進行放電之后才可以進行測試。在測量過程中，需等待讀數穩定后才能記錄數據。電纜的絕緣性能和電纜的溫度、距離相關。為方便觀察，測量結果可以轉換為室溫下單位公里數的數據。其換算關系如下：

其中，是室溫下單位公里電纜的絕緣阻值;為0℃時距離為1的電纜的絕緣電阻值;L是電纜的長度;K是電纜的溫度系數。

（二）電纜的相位檢測

對電纜進行相位檢測，只需將電纜的每相分別接地，然后在電纜起始位置測量相應相位的絕緣電阻是否為0即可。

（三）直流耐壓和漏電流試驗

直流耐壓和漏電流實驗可以一起完成，實驗的步驟也相同，只是實驗內容的重點不一樣。直流耐壓實驗是檢測電纜的耐壓強度，所需實驗電壓高，而漏電流實驗是測試電纜的絕緣性能，在低電壓環境下就可進行。由于微安表在回路中位置不同，電纜電流直流耐壓和漏電流試驗的接線方式可分為微安表在高壓側和低壓側兩種。其中微安表在高壓側測量結果比較準確，但由于電壓等級高，導致讀數和調節儀表量程都很不方便。而表在低壓側由于高壓引線雜散電流的影響，導致測量結果不準確。35kV以上的電力電纜，由于實驗電壓比較高，造成電纜附近存在漏電流，其可以用對電纜加設屏蔽的方式消除。

三、交流耐壓故障的故障分析實驗

（一）電壓諧振耐壓實驗

電源諧振或者叫串聯諧振，此種實驗方式主要用于當被測產品所需實驗電壓很高。對于電力電纜，它的電容容量是一定的，在實驗中，可以通過改變電感和電源頻率來使實驗電路形成諧振。

（1）電感調節，試驗中必須考慮可調電抗器的自身情況，通常電抗器的外形尺寸和重量都比較大，從電抗器的制造工藝特點考慮，很難調節可調電抗器的范圍，因此應用調節電抗器的方式在現場實驗不實際。

（2）頻率調節。實驗回路的感抗和容抗都是已知的，若使回路形成諧振同樣也可以采取改變回路電源頻率的方法。

（二）并聯諧振耐壓試驗

當試驗電壓可以達到目標值但試驗電流不能滿足需要時，可以使用并聯諧振的方法進行試驗。其等效電路圖如圖3所示。

當回路中時，回路中發生諧振。其中C為Cx、C1、C2。的總容抗。產生諧振時，并聯兩個并聯之路的電流會比較大，但變壓器輸出電流比較小，可以近似為0。此時，回路電壓較低，試驗品電容值較大，低壓電抗器成本價格低廉，從而使試驗成本降低。

（三）串并聯綜合耐壓試驗

在待試品要求試驗電壓較高，同時其電容量又比較大時，簡單的串聯諧振和并聯諧振的方式就不能滿足實驗條件了。長度和容量各不相同的高壓電纜，試驗中和其匹配的電抗器的參數和個數也不盡相同。并且對于現場檢測人員來講，也不會配備多個高壓電抗器供實驗測試使用。因此，采用配備足夠的電抗器來進行試驗難度較大。此時就可以應用串并聯綜合補償的方法完成實驗。

結論：在電力系統中，電力電纜作為電能的輸送通道而存在。那么電力電纜工作的可靠性就顯得尤為重要，這是社會生產的一個重要保障。本文通過對電力電纜故障檢測的分析研究得出，必須加大電力電纜的管理力度，做好日常的保養和維護。同時掌握科學的檢測方式，及時排除故障，才能夠保證電力系統的正常運行，促進我國電力行業的持續發展。

參考文獻

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