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高压电缆试验故障分析宋海胜

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：宋海胜

[导读] 摘要：随着人们生活水平的不断提高，对电能的需求日益增加，同时也推动电力行业迅猛发展。

        国网杭州供电公司浙江省杭州市 310000
        摘要：随着人们生活水平的不断提高，对电能的需求日益增加，同时也推动电力行业迅猛发展。但是根据实际的运行情况分析可知，电力电缆往往在生产、运输以及应用过程中，常常会受到诸多方面因素的共同影响，从而诱发质量方面的问题，最为明显的便是在施工过程中，外部机械力的作用，导致电力电缆出现扭曲或者是破损问题，当有问题的电力电缆投入使用后，必将影响整个电网的稳定性，以期为相关人员提供参考。
        关键词：高压电力电缆；故障分析；试验方法；注意事项
        1分析高压电力电缆故障的重要性
        任何的电力企业中都少不了电网的发、输、配环节，所以，电力电缆的作用举足轻重。电力电缆有多种，橡胶绝缘高压电力电缆是其中的一种，其功效被国民所认可，很是受国民的青睐。但是，随着其使用数量的增多，一旦发生故障，便会引起一系列严重的后果，有时还会发生短时间内大面积停电事故，影响电力供、配系统的正常稳定运行。所以，高压电力电缆故障分析工作是必不可少的，防止电力电缆发生故障时引发人身安全事故。一般来说，高压电力电缆发生故障时故障原因和故障点难以查找，这不仅在抢救和恢复工作方面造成了非常大的难度，而且在人力方面、物力方面、财力方面上的浪费也是不容小觑的。
        2高压电力电缆故障原因分析
        2.1 电力电缆质量问题
        电力电缆的质量问题是导致故障的主要原因之一，且很容易造成较为严重的后果。通常，位于户外的高压电力电缆暴露于阳光直晒的位置，因此其表面保护层很容易受到影响。同时，在多变的天气环境下，温湿度的变化会侵蚀其原有的保护层，使得其原有的绝缘功能受到抑制。加之日常维护及更换不当，使得电力电缆较为脆弱，在复杂的运转过程中容易出现击穿事故，易威胁整条线路的正常运转及人们的日常安全。
        2.2施工不规范
        对高压电力电缆的施工操作，是属于复杂性、系统化的工程，其施工不规范，就会对电力电缆的稳定性、可靠性造成不利的影响。对此，我们针对其施工不规范进行了以下的分析：首先，是忽视了对施工现场环境的考虑，未能够进行施工现场的勘察，无法对其安装的位置明确地选择，在现场施工的过程中，各项工作都处于混乱的状态下。尤其是对电缆、接头等部分的安装，是电力电缆施工的核心工作，现场工作人员忽视了对其的考虑，增加了电力电缆的施工难度是对其的安装工序，还是多涉及到的单位、人员，都存在着复杂化，施工人员对施工现场环境不熟悉，为了能够在规定的时间内完成安装，就不可避免的会出现操作不当、人为因素的影响。例如：电缆表面受到破坏、连接操作不当引起的失常、接触不良等，都会对高压电力电缆的日常运行造成阻碍。
        2.3运行问题
        当前，我国居民用电及工业用电的需求不断扩大，尽管高压电力电缆的铺设规模也在持续增加，但是仍然很难充分满足用户的用电需求。这使得多数电力电缆需要在长时间内保持高负荷的运行状态，内部损耗较快，劣化及老化问题较为突出；再加上长期暴露于复杂环境中，很容易受其他高温因素影响，与高负荷的内部热量累加，导致整体绝缘性能下降，造成故障问题时有发生。
        3高压电力电缆的试验方法
        3.1谐谐振耐压试验
        谐振耐压试验，又称串联谐振。是指实验品，不能满足测试电压的需求，其需要较大的电流容量，且满足被测试的物品对电压的要求。串联谐振法指改变，实验系统中的电感和频率，将回路一直保持在谐振的状态，因为它性价比高，体积小，轻巧方便携带，有现成的理论资料。最重要的一点是它所需要的实验仪器较多，因此它是一个优点与缺点并存的方法。
        3.2振荡电压试验
        振荡电压试验应首先对需要试验的电力电缆进行充电，在充电达到试验电压的基本标准后，再利用放电间隙进行击穿操作，最后再通过电感线圈进行集中放电。实践中，该试验方法施加的电压可以达到千赫兹级别，因此受到多数电力检修部门的青睐。

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        4高压电力电缆的检测技术
        4.1脉冲检测法
        低压脉冲检测法，主要应用于开路故障、低阻故障中。检修人员会在电力系统内增设一个低压脉冲信号，使其对高压电力电缆在运行的过程中，检测出故障点之间的相遇时间，根据电气参数变化情况的分析，检测出其信号反射、折射的形式，明确故障点的具体位置。二次脉冲检测法，主要应用开路、低阻故障的相比分析，尤其是对电力电缆的闪络性故障、高阻故障。高压发生器冲击闪络技术是其的核心技术。能够在故障点起弧、灭弧的瞬间，就会触发到低压脉冲。通过检测人员对每次波形的分析，可以准确地确定其故障的位置。
        4.2直闪法
        直闪法也称为高压闪络法。该方法对于高压电力电缆常出现的击穿故障最为适用。通常，如果高压电力电缆因本身质量问题或是施工安装不当，导致其出现击穿故障，则发生此类故障点的核心位置往往电阻值极大；出现闪络后，原有的电力电缆则会在较短的时间内释放大量的电流脉冲波；这一脉冲波会以行波的形式，在电缆与故障点之间形成反射效应。检修人员可以利用电缆上预设的测试端口，获得精准的电磁波数据，再通过直观的波形对其反射时间进行判断，从而有效分辨故障发生的具体位置。在高压电力电缆的故障检测中应用直闪法，有利于提升工作效率，保证检测精度。
        4.3电桥检测技术
        对此项检测技术的应用，整个操作的过程简单、方便，受到电力单位及检测人员的青睐，使其在高压电力电缆的故障检测中被经常用到。在实践操作的过程中，对相关工作人员提出了专业性的要求，能够熟练地采用此检测技术，能够把出现问题的电力电缆与正常的电力电缆进行连接，选择短接的链接方式，然后在电力电缆的起始端，与单臂电桥的前路进行链接，以此为基础，能够准确地检测出高压电力电缆电阻、故障问题，其发生故障前与发生故障后的电阻值。最后是对高压电力电缆的长度分析，对其发生故障点的距离准确计算，从而针对其故障问题与故障点，采取相应的解决措施。
        4.4万用表法
        万用表法是高压电力电缆故障检测的最常用方法之一，以工序简单、适用范围广的优势广泛应用于各类型的故障检测。其工作原理主要是维护人员对高压电力电缆的金属屏蔽层及其电缆芯进行单独检验，再在电缆的起始段利用万用表进行电阻测量。测量结果往往可以直接帮助维护人员判断故障的类型，如果测量结果为无穷大，那么此时问题电缆的故障类型为开路故障，再基于这一判断组织针对性的检修工作。需注意，如果某一高压电力电缆为2倍缆芯电阻，则说明该电阻的故障类型为断线故障。
        5高压电力电缆试验时的注意事项
        5.1微安表接电压。决心好的电缆漏电削，一般几十微安若接在低端，误差较大。
        5.2两端头屏蔽35kV以上的电压电缆，因为试电压高，所以通过它的漏电大理应屏蔽。
        5.3高压侧电压如电缆较长，电容过大时所产生的影响较大，在低压表中不能反映高压测得时的真实电压。
        5.4试验电压太高，用倍压装置。35kV及以上电压等级常需用高压用单极直流电压装置，不满足当前需要要求，需用倍压回路。
        结语
        电力电缆对国家经济的发展有重要作用，将成为快速发展不可缺少的条件，在使用电力电缆时应该注意安全。为了能更好的在工作中运用，要对它进行分析试验，了解电缆的工作原理，注意事项和可能出现的故障及预防措施。在当今中国市场的经济发展中，电力电缆有着良好的市场前景。这使得电力电缆事业迅速成为市场中的领导先锋。
        参考文献：
        [1]孙佳峰，仲海，张军.电力电缆击穿机理及常见故障原因.农村电气化，2019（8）.
        [2]黄兴溢，张军，江平开.热塑性电力电缆绝缘材料：历史与发展.高电压技术，2019（5）.
        [3]黄令忠.高压电力电缆试验方法与检测技术分析.电工技术，2019（8）.