高壓電纜故障分析判斷與故障點查找

楊碧天 孫鵬 楊曉南

摘要：隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，我國加快了現(xiàn)代化社會建設(shè)，面對城市和農(nóng)村日益增長的用電需求，高壓電纜的安全性能受到了人們的高度關(guān)注。高壓電纜相較于傳統(tǒng)電纜，安全性更高、穩(wěn)定性更好、維護方便，是當前電氣設(shè)備、電能傳輸、電能分配的首選電纜，在我國現(xiàn)代化社會建設(shè)過程中得到了廣泛應(yīng)用。隨之而來的高壓電纜故障對供電造成了較大的影響，通過分析常見的高壓電纜故障，為準確分析判斷高壓電纜故障，準確定位故障點提供基礎(chǔ)依據(jù)，以便于及時有效的解決故障，保證電能正常供應(yīng)，避免對人們生活、生產(chǎn)造成較大困擾。

關(guān)鍵詞：高壓電纜；故障分析；故障點查找

一、高壓電纜故障原因分析

1.1設(shè)計不足

設(shè)計師在設(shè)計過程中設(shè)計水平較低，在重要的設(shè)計場所對于電源、貫通電纜、電纜故障等問題沒有設(shè)計備用電源，方便專業(yè)人員快速進行維護的措施場地。配電所的電纜沒有進行單獨的運行管道設(shè)計，較長的電纜沒有設(shè)計電纜中間站或者對接方式。

1.2產(chǎn)品質(zhì)量存在偏差

廠家在對于電纜生產(chǎn)的質(zhì)量沒有辦法進行保證，經(jīng)常出現(xiàn)絕緣偏心、絕緣厚度不均勻、絕緣內(nèi)部有雜質(zhì)、電纜防潮水平不高、電纜密封效果不良等問題。有些問題更加嚴重的是在運行過程中出現(xiàn)故障，大部分電纜系統(tǒng)在運行過程中都有程度大小不等的故障，導(dǎo)致電纜安全問題一直是電力系統(tǒng)運行的隱在性問題。個別廠家也出現(xiàn)過同種型號電纜兩端色標不相對應(yīng)，按顏色進行施工，竣工后發(fā)現(xiàn)無法正常使用。

1.3后期維護不善

在電纜運行中，相關(guān)的工作人員沒有每年對于電纜進行排查，大部分的電纜都已經(jīng)超過最大維護期，導(dǎo)致工作人員對于電纜上面重要信息掌握情況不足，如電纜上面的電阻、電壓等重要數(shù)據(jù)，電纜絕緣性能下降未能及時發(fā)現(xiàn)，容易發(fā)生電力系統(tǒng)故障。

二、高壓電纜故障分析判斷

目前常見的高壓電纜故障類型較多，各個故障各自具備了較為復(fù)雜的特性，比如導(dǎo)電故障，其主要是導(dǎo)體出現(xiàn)故障，但在導(dǎo)體故障中又包含了導(dǎo)體斷線造成的開路故障、導(dǎo)體短接造成的短路故障。

通過深入分析，當前高壓電纜故障主要可以劃分為以下四大類：①高阻或低阻故障；②閃絡(luò)或封閉故障；③接地、斷線以及短路等混合故障；④單相、兩相以及三相故障。在高壓電纜出現(xiàn)故障后，根據(jù)長久積累的經(jīng)驗與方法，簡單分析判斷故障類型，為進一步檢測定位故障點提供基礎(chǔ)方向。

通過檢測電纜故障電阻狀態(tài)時，根據(jù)萬用表可以分析判斷是高阻故障還是低阻故障；通過直閃法測量，可以判斷是否出現(xiàn)閃絡(luò)故障；在故障點電阻為零時，可以采用低壓脈沖法進行分析判斷；在故障點電阻無窮大的情況下，可以采用低壓脈沖法進行測量，判斷斷路故障原因。

在分析判斷高壓電纜的過程中，需要先判斷故障類型，然后采取相應(yīng)科學的措施對故障原因和故障類型進行進一步檢測確定，提高診斷效率，降低判斷出現(xiàn)錯誤的概率。

三、高壓電纜故障點檢測定位

3.1故障點粗測定位

3.1.1低壓脈沖法

根據(jù)微波傳輸理論，在電纜故障相上加一脈沖信號，電波在傳輸過程中一旦碰到故障點則會反射一部分回來，分析入射波與反射波的時間差，確定故障范圍這種方法為低壓脈沖法。脈沖法對測試低阻故障以及金屬性短路故障具有較好的準確度，在校準電纜長度、顯示電纜部分接頭位置以及校對電纜傳輸速度上也有非常好的表現(xiàn)，但是，低壓脈沖法無法測試高阻故障與閃絡(luò)故障。

3.1.2高壓脈沖法

通過高壓作用，促使電纜故障點形成閃絡(luò)放點，使得高阻故障發(fā)生轉(zhuǎn)化，以瞬間短路故障的形式產(chǎn)生發(fā)射，通過分析反射波判斷故障點，這種方法稱為高壓脈沖法，又稱高壓閃絡(luò)法。主要可以用于測試泄漏性高阻故障。

3.1.3二次脈沖法

通過對故障電纜發(fā)射一個低壓脈沖，由于特性阻抗并未發(fā)生較大的變化，脈沖在面臨高阻故障點時不會反射回來，脈沖直到另一終端后才會反射，記錄下該波形。再對故障電纜發(fā)射一個高壓脈沖，擊穿故障點，使其產(chǎn)生轉(zhuǎn)化，變?yōu)榈妥韫收?，相關(guān)儀器在此時會出發(fā)一個低壓脈沖，低壓脈沖在碰到故障點時會直接反射回來，記錄下該波形。通過比對兩次波形，出現(xiàn)交叉的點或者異常的范圍則為故障點范圍。二次脈沖法操作方便、功能較為全面，波形圖簡單易懂，能夠較好的判斷故障范圍。

3.2故障點精確定位法

3.2.1沖擊放電聲測法

這是當前較為常用的電纜故障點定位方法，其通過在故障電纜上加一個高的沖擊電壓，在故障點發(fā)生閃絡(luò)放電時會產(chǎn)生較大的放電聲音，利用傳至地表的聲音可以通過定位儀準確找出故障點。

3.2.2音頻法

在高壓電纜出現(xiàn)單相、兩相以及三相短路故障時，電阻值為零，放點間隙短路，沖擊放電聲測法聽不到放電聲，無法精確對故障點進行定位，此時則可以采用音頻法。

四、降低高壓電纜故障發(fā)生的措施

3.1運行維護措施

針對公司電纜運行情況制定出適宜而又實際可行的點巡檢制度及專點巡檢項考核制度，保證點檢工作、巡查工作、檢修維護工作必須做到位。運行部門應(yīng)該健全各類運行臺賬并做好相關(guān)記錄，制定檢修、維護計劃。對重點電纜絕緣監(jiān)測一定落實到位，對于重負荷電纜的負荷應(yīng)該嚴格監(jiān)控，該類電纜的散熱措施必須可靠有效；在腐蝕嚴重的環(huán)境中要做好電纜防腐及腐蝕監(jiān)控。

3.2電纜工程質(zhì)量控制

在電纜工程施工中，對于各類電纜的質(zhì)量要進行嚴格的監(jiān)控，施工電纜必須具有出廠合格證、檢驗記錄、阻燃材料燃燒試驗報告，必要時可在施工前進行電纜抽檢；嚴格跟蹤施工商對電纜及其各附件的采購情況，嚴格要求采購質(zhì)量較優(yōu)的供貨廠家的產(chǎn)品。在電纜布線時制定專業(yè)人士進行現(xiàn)場指揮和指導(dǎo)，嚴格按照工程設(shè)計和規(guī)范要求做好電纜防護工作，掌控好電纜的彎曲程度。驗收時必須嚴格按照驗收規(guī)范質(zhì)量標準執(zhí)行。

五、結(jié)論

總而言之，為了確保高壓電纜的安全運行，提高供電的可靠性，各化工企業(yè)應(yīng)該加強高壓電纜產(chǎn)品的質(zhì)量管控，加強高壓電纜鋪設(shè)、施工、驗收全過程的管理，定期安排投運電纜的維護工作，確保高壓電纜健康運行。

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（作者單位：國網(wǎng)天津市電力公司檢修公司）