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高压电缆的故障测试与处理方法林光道

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：林光道

[导读] 近年来，随着我国造船能力的提升，已经逐渐开始建造大型海工平台，因此高压电网的投入运行，起着极为重要的作用。高压电缆作为海工船舶的动脉，贯穿整个电网系统供电，高压电缆的损害或者处理工艺不当，会导致高压电缆的泄漏电流过大或运行不稳定，严重时会导致发电机停车，造成船舶供电系统失电，给船舶航行安全造成隐患。因此在故障发生后，精确探测到电缆故障位置并快速恢复供电显得尤为重要。

浙江舟山中远海运重工有限公司林光道 316131

摘要：近年来，随着我国造船能力的提升，已经逐渐开始建造大型海工平台，因此高压电网的投入运行，起着极为重要的作用。高压电缆作为海工船舶的动脉，贯穿整个电网系统供电，高压电缆的损害或者处理工艺不当，会导致高压电缆的泄漏电流过大或运行不稳定，严重时会导致发电机停车，造成船舶供电系统失电，给船舶航行安全造成隐患。因此在故障发生后，精确探测到电缆故障位置并快速恢复供电显得尤为重要。在整个供电体系当中，利用高压电缆进行电力输送是其中相当重要的一环，因此如何准确、快速查找电缆故障，消除电缆故障，保证供电可靠性是当今技术人员研究的重要课题。
关键词：高压电缆；故障测试；处理方法
        引言
        结合高压电缆的功能特性及实际情况，深入分析其常见故障，注重相应预防措施的科学使用，可使高压电缆处于良好的运行状态，满足其性能可靠性要求。因此，在对高压电缆方面进行研究时，应给予其常见故障分析与处理更多的关注，积极探索这方面所需的预防措施并进行高效利用，确保高压电缆运行中的故障问题应对有效性。在此基础上，有利于丰富高压电缆安全性能优化中的实践经验。
        1高压电缆故障的类型
        在高压电缆投入运行之后，往往会受到多方面因素的影响，导致电缆未达到使用寿命时就会出现故障，一般来说导致电缆出现故障的因素主要有以下几点。（1）电缆本身存在质量问题，在生产的过程中，由于技术人员生产工艺等问题，导致高压电缆出现绝缘偏心、绝缘解蔽均匀性差、电缆金属保护套密封性较差等，而这些问题在最终的发展中又将直接影响电力电缆的使用寿命，导致电缆出现故障。（2）规划设计因素，在设计工程的过程中，设计人员由于不具备电缆的相关知识，导致没有从多方面因素考虑电缆的实际使用寿命。一般来说，这种情况主要有电缆转弯半径不足，现场无法缆线铺设等等问题，严重情况下设计人员的电力电缆知识不足还会导致故障的发生。（3）测试施工方面的因素，在实际施工过程中，施工现场环境较为恶劣，高压电工接线人员的技能不足，对高压电缆的接线工艺不熟悉，导致高压电缆投入电网运行后，出现绝缘低，高压电缆的耐压测试存在故障，影响高压电缆的使用寿命。
        2高压电缆故障测试分析
        2.1低阻故障
        电缆有一芯或多芯对地绝缘电阻低于几百欧姆的故障。这种故障通常用低压脉冲法测距，低压脉冲法就是向故障电缆的导体输入一个脉冲信号，通过观察故障点发射的脉冲与观察到反射脉冲的时间差来进行运算得到距离。低压脉冲法一般操作比较简便、波形直观明显、对电缆损伤小，而且可以让我们清楚意识到导致故障的原因就是低阻故障。低阻故障目前还没有有效的精确定点方法。
        2.2开路故障
        所谓的开路故障是指电缆中有一芯或者多芯发生了断裂，导致了电路电缆整体输电受到影响，一般来说发生这种情况主要是因为电缆被偷盗。对于开路故障来说，最普遍的方法就是使用低压脉冲法，这种方法能够测试出故障点大致位置。而对于精确定位方法来说，最被认可的开路故障精确定位方法是声磁同步法。
        2.3高阻故障
        电缆一芯或多芯对地绝缘电阻值低于正常值但高于几百欧姆的故障。这种故障测试可采用脉冲电压法、脉冲电流法、二次脉冲法（多次脉冲法）。脉冲电压法是对故障电缆加上直流高压或冲击高压，使电缆故障点在高压下放电，然后通过仪器观察放电电压脉冲在测试端到放电点之间往返一次的时间进行测距。这种方法又可细分为直流高压闪络测量法和冲击高压闪络测量法。脉冲电压法有一个较为突出的优势就是不必将高阻与闪络性故障烧穿，电缆故障点只要在高电压下充分放电、击穿，就可以测出故障点的距离，但用这种方法测试时，测距仪器与高压部分有直接的电气连接，可能会有安全隐患。脉冲电流法原理与脉冲电压法一样，但该方法是在直流高压发生器的接地线上套一只电流耦合器，来采集线路中因故障点放电而产生的电流行波信号，因电流耦合器与高压部分无直接的电气连接，该方法安全性更高。二次脉冲法是相对较为先进和精确的一种测试方法，该方法通过高压脉冲发生器给存在高阻或闪络性故障的电缆施加高压脉冲，使故障点产生弧光放电。由于弧光电阻很小，在燃弧期间原本高阻故障就变成了低阻短路故障，此时通过耦合装置向故障电缆注入一个低压脉冲信号，可明显观测到故障点的低阻反射脉冲；在电弧熄灭后，再向电缆注入一个低压脉冲信号，此时由于电缆故障点恢复为高阻，低压脉冲信号在故障点处没有反射或反射极小，通过对比带电弧的波形和无电弧的波形，即可精确找出波形分歧点（故障点）的距离。
        3高压电缆故障的处理技术措施
        3.1测定法
        高压电力电缆在工作的过程中会形成巨大电容，在电缆中分布的相对比较均衡，电容量和电缆长度成正比，也就说电缆长度越长，电容量就会越大。在排除电缆运行故障的时候，就可以通过对测电容的方法，掌握电缆断线故障的具体位置，从而采取有效的处理方法解决故障。在用测定法进行高压电力电缆故障诊断的过程中，需要准备一个毫安表，这里所使用的必须是交流表，同时还要准备测电压的设备，还要一个调压设备，在实际故障排查的时候要用交流毫安表测量电缆的电容量，对每条导线都要测量，在得到测量数值之后，就要将这个地方芯线和没有故障地方芯线的电容量进行分析和对比，这样就能大致确定高压电力电缆断线的位置，然后对电缆故障进行及时处理。在测定电容量的时候只需要保证电压恒定就行。
        3.2测声法
        在高压电力电缆故障诊断的过程中，常见的方法有测声法，电缆在出现故障的时候会发出声音，我们通常将之称为放电声音，测声法就是依靠这个声音来找寻故障位置。测声法具有一定的局限性，在电缆故障排查的时候主要用于芯线出现闪络现象。测声法需要借助于一些设备，比如耐压试验仪器，在使用的过程中要先做好电容设备的充电工作，这时就要观察电压数值，在其到达某个数值的时候，耐压试验装置就会对故障区域内的芯线进行放电，从而形成一连串的放电，电缆的绝缘层也会跟着放电，并且伴随着放电声音，电缆检修人员就能通过声音找到故障具体位置，从而开展电缆故障检修。
        4高压电缆投入使用前耐压测试
        电缆的额定电压是6.6KV，耐压电压按照4.2倍的电缆额定电压进行。将测试仪通电，选择合适的电压档位进行升压，升压过程中应在0.25、0.5、0.75倍试验电压下各停留1分钟，读取泄漏电流值并记录。在全试验电压过程中观察并读取1分钟和15分钟时的泄漏电流值，15分钟时泄漏电流不应大于1分钟时的泄漏电流，并记录，电缆不应被击穿。每次降压结束切断电源后，必须对被测电缆对地进行数次放电，然后再直接对地放电不少于5分钟，确保人员安全。

结语
高压电缆故障检测技术对于电力企业的发展具有重要意义。通常情况下，高压电缆故障通常出现在电缆接头的部位，这些故障是工作人员可以用眼睛直观看到的。当高压电缆线路出现故障时，有一些在高空位置或者是管道位置，应该通过相关的设计和技术，强化对检测工作人员加强专业技能培训，不断提升检测人员的专业技能。检测工作人员必须对各种类型的故障进行识别，并且能够对故障部位和故障产生的原因进行分析，保证运营。
参考文献
[1]祝雄年.10kV电力电缆故障检测与处理措施[J].电子技术与软件工程,2019(05):245.
[2]徐昱.高压电缆故障测试与处理技术分析[J].通讯世界,2019,342(11):109-110.