電力電纜的運行維護與故障分析

恩和 高智杰 董剛

摘要：目前我國經(jīng)濟和科技發(fā)展十分快速，電力行業(yè)發(fā)展也十分快速。在整個電力系統(tǒng)中，電纜起到了至關(guān)重要的作用，如果出現(xiàn)故障問題會影響電 力系統(tǒng)的運行，因此必須完善電纜故障，并提高其自身的強度要求，從而降低故障發(fā)生概率。另外電力系統(tǒng)的運行影響的是群體用戶，包括個人與商業(yè)等 等，可能會引發(fā)嚴重的經(jīng)濟損失，所以完善電纜運行迫在眉睫，必須結(jié)合故障診斷技術(shù)，制定有效的運行維護措施。其次在運行過程中應(yīng)加強監(jiān)測，并做 好電纜線路的日常維護，出現(xiàn)異常問題必須及時處理，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：電力電纜;線路運行;檢修技術(shù)

引言

電力電纜在日常運行過程中，需要較高的資金投入，而當電力電纜發(fā) 生故障時，卻很難排除其故障發(fā)生的地點。因此，在電力電纜的運行中，需要加強檢修工作，通過滿足運行技術(shù)要求，借助專業(yè)的檢測儀器，使故 障及時得到解決，保障電力電纜線路的安全穩(wěn)定運行。

1 電纜故障問題分析

1.1 電纜質(zhì)量瑕疵

對于高壓電力電纜而言，如果其自身存在質(zhì)量問題或者瑕疵，很容易 引發(fā)故障問題。具體而言，高壓電力電纜長期暴露在自然環(huán)境條件下，電 纜容易受潮，影響其絕緣性能，進而導(dǎo)致?lián)舸┦鹿?。因電纜質(zhì)量問題而引 發(fā)故障，對設(shè)備以及人身安全都會產(chǎn)生威脅。

1.2 超負荷運行

用電量不斷增加的情況下，高壓電力電纜難免長期超負荷運行，由于 長期暴露在室外，特別是夏季高溫環(huán)境條件下超負荷運行，電纜就會產(chǎn)生 大量的熱，加速老化、絕緣性能降低，不僅影響其服役期限，而且容易發(fā) 生擊穿事故，存在較大的安全隱患。值得一提的是，若運行環(huán)境條件非常 的惡劣，而且有腐蝕性的氣體或者高溫熱源，則會影響電纜保護層的性能，大幅度提升隱患發(fā)生概率。

1.3 絕緣老化

電纜設(shè)備運行條件較為惡劣，電能與熱能在運轉(zhuǎn)中會共同作用于電纜 材質(zhì)，電壓沖擊還會導(dǎo)致介質(zhì)消耗，最終引發(fā)物理性能的變化，導(dǎo)致電纜 自身的絕緣性能的下降。從電網(wǎng)運行大環(huán)境來看，當前生產(chǎn)生活對電力依 賴性的增加，是導(dǎo)致絕緣老化加速的關(guān)鍵誘因，這種大規(guī)模的用電需求給 電纜長期超負荷運行埋下了隱患。負載電流的通過本身會促使導(dǎo)體發(fā)熱，而集膚效應(yīng)又會將其匯聚到介質(zhì)表面，當遇到用電高峰區(qū)間或季節(jié)時，這 種異常升溫就會更加顯著，電纜發(fā)生絕緣老化，甚至被擊穿的現(xiàn)象也就應(yīng) 運而生。

1.4 斷路與接地故障

斷路故障主要是由輸電線路工作中，某個位置出現(xiàn)斷路導(dǎo)致電流連接 不通，最終形成嚴重的故障問題，其原因主要是線路連接不良導(dǎo)致，或者 某些線路搭接時斷開引發(fā)的接觸不良，該故障必須及時展開處理，否則會 引發(fā)更加嚴重的電力事故。接地故障屬于較為明顯的故障問題，一般是由 線路出現(xiàn)與大地相連接的情況導(dǎo)致，主要是人為或自然環(huán)境因素造成，如 果出現(xiàn)接地故障該區(qū)域會對周圍物體形成放電，因此會引發(fā)嚴重的安全事 故，也需要及時進行維修處理，同時也要加強日常維護與監(jiān)測，盡量避免 該故障的發(fā)生。

2 電纜接地故障的排除技術(shù)

2.1 低壓脈沖發(fā)射法

低壓脈沖發(fā)射法是一種無損故障排除法，操作過程不會導(dǎo)致電纜接地 異常，對電纜本身性能的影響也是微乎其微。它利用了低壓電流脈沖寬度 較窄的特性，測試時專業(yè)儀器會向目標電纜傳送低壓脈沖，當發(fā)現(xiàn)線路中 存在故障點以及接頭時，借助反射原理回到儀器接收系統(tǒng)，由于不同部位 波形存在差異，反射時間也存在先后順序，因此可以通過波形測量實現(xiàn)故 障點判定。通過對上述的情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)這種方法在實質(zhì)上是一種 將電纜中的故障發(fā)給電纜系統(tǒng)從而提升診斷效率。反射波幅值也是該方式 中重要的判別依據(jù)，當電腦接收到反饋回的脈沖信號時，正負波形基本都 可以證明該處存在故障點，但若該波幅值較小，則說明故障極有可能出現(xiàn) 在中心接頭，低阻異常是其關(guān)鍵特征。高壓電纜接地故障排查實踐中，低 壓脈沖法具有較強的適用性，普及應(yīng)用范圍很廣。

2.2 零電位測量法

對于零電位測量法而言，其主要運用對象為長度相對較小的對地短路電纜，再利用一段完好無缺的對比線纜，將兩條線纜并聯(lián)在一起，并且在?線纜中布設(shè)電源，從而形成兩條并聯(lián)電阻絲。兩條線纜對應(yīng)點間電位為零，通過實驗電纜、地面之間電位的測量，即可確定待測高壓電力電纜故障點。在實際操作過程中，需注意微伏表一點接地，而另一端在實驗電力電纜上?移動;操作人員需認真觀察電表示數(shù)，非故障區(qū)電表移動時示數(shù)一直為零。探測故障點以后，電表示數(shù)變化，此時待測電纜點即為故障點。在利用該?種測量方法時，一定要確保兩條線纜參數(shù)基本一致，實驗電纜確定為裸銅?線，利用蓄電池或者干電池，試驗電壓以 6V 為宜，測量電表線纜與實驗電?纜之間應(yīng)當完全接觸，這關(guān)系著故障測量精確度。

2.3 電容電流測量法

在高壓電力電纜運行中，不同相芯線間均由電容存在，而且電容均勻 分布。電容電流測量法，即按照此種現(xiàn)象確定故障點位置。在測定過程中，故障電纜起始位置施加一穩(wěn)定電壓，每段線纜測得電流電容后均進行標示，如 I1、I2 以及 I3 等，確保電壓穩(wěn)定后，在電纜末端位置繼續(xù)測量電容電流，并標示電流電容。一旦發(fā)現(xiàn)整個電力系統(tǒng)中可產(chǎn)生變化時，通過求得的電 流電容比值，可初步判定電纜故障點所在的區(qū)域。根據(jù)電容公式，確定線 纜電容、電流成正比，電壓不變的情況下，電流與電纜長度之間成反比關(guān) 系。在確定故障點時，可通過比值來判定具體故障位置，從而對故障點進?行精準定位。在此過程中需注意，電壓一定要保持穩(wěn)定，精確讀取電流表 示數(shù)。

2.4 電纜燒穿法

電纜燒穿法在高阻故障中應(yīng)用較多，實踐中專業(yè)設(shè)備面向目標電纜輸?送直流負高壓，作用于故障位置生成電弧，并使其絕緣介質(zhì)發(fā)生碳化，借?助碳化點低電阻的特性，就可以采用常規(guī)方式進行故障點定位了。電纜燒?穿法對技術(shù)要求較高，操作不當很容易造成金屬性短路，反而阻礙故障點?排查工作，整個燒穿過程耗時較長，對人力物力需求較高，并且，當故障?排查完成后，電阻恢復(fù)又會形成新的難題，使用步驟較為繁瑣，因此一般?不推薦，只有當聲波法或同步法無法完成擊穿目的時，才會考慮這一方式。不過，電纜燒穿法在觀測電壓泄露等方面還是有特殊作用的，通過對數(shù)據(jù)?變化情況的分析，可以間接掌握高壓電纜運行狀態(tài)，為接地故障預(yù)防提供?依據(jù)和導(dǎo)向。因此在接地故障較為復(fù)雜、解決難度較高的場景中，也可以?考慮使用電纜燒穿法，從而保證電纜設(shè)備的有效的應(yīng)用，降低高壓電纜接?地故障發(fā)生概率，為電力企業(yè)的經(jīng)濟創(chuàng)收奠定良好基礎(chǔ)，同時也保障社會?效益的實現(xiàn)。

結(jié)語

綜上所述，電纜故障問題的查找并非易事，無論是理論還是工程實踐 層面，均需繼續(xù)深入研究和解決技術(shù)難題，加強故障檢測與綜合防范。一 方面，要嚴把試驗以及驗收關(guān)，基于技術(shù)指標的要求對新裝電纜設(shè)施進行 試驗與驗收;另一方面，要加強電纜巡查，利用在線監(jiān)測軟件等實時監(jiān)測 電纜運行狀態(tài)，最大限度降低電纜故障率，從而確保整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全 穩(wěn)定性。電纜屬于電力系統(tǒng)中的組成部分，基于電纜運行環(huán)境條件分析，其難免會發(fā)生故障問題，因此一定要加強思想重視，合理選擇故障診斷方 法，快速定位故障點，及時進行診斷處理，為高壓電力電纜系統(tǒng)的穩(wěn)定運 行保駕護航。

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