高壓電纜絕緣電阻低故障的查找與排除方法分析

辛月來，張美琦，林鋅

（國(guó)網(wǎng)四平供電公司，吉林四平，136000）

1 高壓電纜故障概述

1.1 故障類型

要想提升高壓電纜的應(yīng)用質(zhì)量，要就要落實(shí)更加科學(xué)的分析工作，明確高壓電纜常見故障的類型。

第一，電纜本身的質(zhì)量問題，主要集中在電纜生產(chǎn)過程中，受到技術(shù)工藝、操作流程等因素的影響，出現(xiàn)電纜絕緣偏心、絕緣解蔽均勻性差等問題。

第二，規(guī)劃設(shè)計(jì)問題，設(shè)計(jì)人員不具備相應(yīng)的電纜安全知識(shí)，使得整體規(guī)劃設(shè)計(jì)工作不匹配可持續(xù)應(yīng)用管控標(biāo)準(zhǔn)。

第三，測(cè)試施工問題，因?yàn)槭┕きh(huán)境較為復(fù)雜，電纜接頭施工操作質(zhì)量不過關(guān)，沒有依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范落實(shí)具體工作，也會(huì)造成安全隱患的留存。

第四，外力破壞，主要是指在電纜鋪設(shè)的過程中，受到外力破壞，難免會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量受損的問題。

1.2 常見檢查方法

第一，遙感檢測(cè)。一般是指維修檢測(cè)人員要借助遙感檢測(cè)技術(shù)方案，對(duì)電纜的故障進(jìn)行集中遙測(cè)，配合三相表完成實(shí)時(shí)性絕緣電阻的分析檢測(cè)工作。

第二，全方位查驗(yàn)。如果線路電纜出現(xiàn)了異常故障問題，維修人員要結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙確定整體鋪設(shè)的路線圖，并且綜合分析實(shí)際鋪設(shè)情況，大致判定配電線路電纜故障的位置，然后組織專業(yè)人員進(jìn)行全面的核查，并且配合故障點(diǎn)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的查找和處理，確保全方位查驗(yàn)工作的精細(xì)化水平。

第三，電纜燒穿分析法，主要是指在聲磁同步、聲波分析等方式無法應(yīng)用的情況下，借助電纜燒穿設(shè)備（圖1）發(fā)射高壓小電流，然后直接形成擊穿操作，收集聲音信息后判定故障位置。這種方式的排除效率較好，能協(xié)助操作人員對(duì)電壓泄露、殘壓電流數(shù)值進(jìn)行集中的分析和評(píng)估，保證檢測(cè)實(shí)時(shí)性效果。

圖1 燒穿設(shè)備

2 高壓電纜絕緣電阻低故障的查找與排除具體情況

2.1 案例

2.1.1 故障情況

本文以某礦區(qū)為例，礦區(qū)地面到井下各個(gè)中央變電所設(shè)置了7趟入井高壓電纜，其電源均屬于地面35kV變電站，而對(duì)應(yīng)的井下變電所雙電源則來自于地面35kV站的母線。在2020年4月份，相關(guān)部門對(duì)地面35kV變電站中央變電所2#開展電纜高壓預(yù)防性試驗(yàn)，經(jīng)過遙測(cè)分析后，得出電纜對(duì)地絕緣中A相1500兆歐、B相1500兆歐、C相200兆歐。緊接著，相關(guān)操作人員還開展了高壓電纜的耐壓試驗(yàn)操作，獲取的試驗(yàn)電壓為15000V，但是，C相在升壓過程中出現(xiàn)異常，主要集中在升壓到6000V向上時(shí)，升壓操作難以繼續(xù)進(jìn)行。并且，操作區(qū)域出現(xiàn)了大量的泄露電流，試驗(yàn)操作人員立即停止耐壓試驗(yàn)操作，并且，此時(shí)應(yīng)用遙測(cè)處理方式進(jìn)行高壓電纜的三相相間檢測(cè)，對(duì)地A相位1500兆歐、對(duì)地B相位1500兆歐，而對(duì)應(yīng)的C相低于1兆歐，檢測(cè)人員當(dāng)即判定可能存在高壓電纜一相對(duì)地?fù)舸┑膯栴}，秉持安全電能輸送的原則，不能再進(jìn)行送電操作。

2.1.2 故障處理

在初步判定其存在問題后，相關(guān)部門結(jié)合實(shí)際情況和環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行了臨時(shí)性措施方案的部署。

首先，通知中央變電所相關(guān)修理人員進(jìn)行2#高壓隔爆開關(guān)電源側(cè)電纜三相纜頭的拆除處理，并且，利用稀料完成擦拭，確保擦拭干凈、整潔后進(jìn)行電纜絕緣值得測(cè)定，然后測(cè)定出絕緣數(shù)值基本無明顯變化。此時(shí)，操作人員判定此次事故應(yīng)該是電纜本身事故產(chǎn)生的問題，所以不能立即完成區(qū)域性的恢復(fù)供電，啟動(dòng)了另一趟高壓備用線路。

其次，檢修部門及時(shí)通知礦區(qū)技術(shù)部、主管區(qū)長(zhǎng)以及技師人員進(jìn)行臨時(shí)性應(yīng)急方案的討論，安排專業(yè)修理人員對(duì)高壓供電電纜的情況進(jìn)行檢查，并完成詳細(xì)的檢查記錄。并且在第二天指派專門的電氣技術(shù)人員對(duì)供電電纜予以復(fù)查，利用兩組人員的針對(duì)性檢查分析，明確電纜故障原因，并且最終確認(rèn)是高壓電纜自身的問題。

最后，聯(lián)系電纜故障檢測(cè)儀器廠家的技術(shù)人員，在完成技術(shù)資訊后確認(rèn)故障點(diǎn)開展故障點(diǎn)處理工作。

2.2 故障的查找

為了更好地完成高壓電纜絕緣電阻低故障問題的查找工作，就要結(jié)合實(shí)際情況選取適宜的試驗(yàn)方法，然后落實(shí)科學(xué)合理的流程，從而提升故障處理的實(shí)效性，保證綜合監(jiān)督管控的基本水平。

2.2.1 試驗(yàn)方案

主要是借助電纜故障檢測(cè)設(shè)備對(duì)電纜故障源予以分析，并且精準(zhǔn)定位現(xiàn)有高壓預(yù)防性試驗(yàn)儀器和電纜故障測(cè)試儀器中高壓組件箱等設(shè)備，確保能集中分析電纜故障點(diǎn)，確保精準(zhǔn)分析模式的科學(xué)性。主要是實(shí)現(xiàn)沖擊高壓電源到電纜故障線路，并且能在故障點(diǎn)直接形成放電現(xiàn)象，此時(shí)，振動(dòng)聲波信號(hào)明顯，適當(dāng)拉開高壓組件箱的球隙間距，就能有效提升電壓數(shù)值測(cè)定的準(zhǔn)確性，并且能更直觀地了解和掌握故障點(diǎn)的放電聲音，配合DMS-B型定點(diǎn)設(shè)備，完成定點(diǎn)探測(cè)。

圖2 試驗(yàn)原理示意圖

2.2.2 試驗(yàn)具體流程

操作人員要明確電纜故障檢測(cè)儀器的使用標(biāo)準(zhǔn)，并及時(shí)向相關(guān)廠家技術(shù)指導(dǎo)人員進(jìn)行資訊，更好地掌握高壓組件箱中放電金屬小球放電間隙的調(diào)整方式，然后落實(shí)具體工作。

（1）依據(jù)3000V/mm的基礎(chǔ)參數(shù)完成調(diào)控流程，并且，在實(shí)際測(cè)量的過程中，要先按照2mm的方式進(jìn)行調(diào)整，也就是說，直接將電壓升高到6000V，對(duì)電纜予以高壓擊穿試驗(yàn)分析，此時(shí)，就能在高壓組件箱中獲取高壓小球放電聲音。

（2）操作人員要戴上電纜故障點(diǎn)應(yīng)用設(shè)備，完成放電聲音的獲取工作，并且要合理調(diào)整試驗(yàn)電壓數(shù)值，有效按照實(shí)際情況進(jìn)行記錄，得出結(jié)論是放電聲音每間隔數(shù)秒進(jìn)行一次放電。此時(shí)，礦區(qū)工作人員配合使用電纜故障定點(diǎn)儀器進(jìn)行故障點(diǎn)的查找，但是卻沒有獲取準(zhǔn)確的結(jié)果。

（3）操作人員第二次進(jìn)行調(diào)整，將高壓組件箱中放電金屬小球的間隙控制在5mm，此時(shí)，將測(cè)試電壓調(diào)整為15000V，并且，依舊對(duì)放電聲音進(jìn)行標(biāo)注和測(cè)定記錄，安排相應(yīng)的電氣技術(shù)人員佩戴電纜故障定點(diǎn)儀器設(shè)備下井尋找故障點(diǎn)位置，發(fā)現(xiàn)，故障點(diǎn)在皮帶機(jī)道中，主要集中在電纜冷縮接頭位置，檢測(cè)到異常的放電聲音。

2.2.3 故障的排除與恢復(fù)

要想從根本上保證高壓電纜絕緣電阻故障分析工作的水平，就要落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化工序，完成查找工作后，結(jié)合對(duì)應(yīng)的問題開展相應(yīng)排除和恢復(fù)工作，及時(shí)完成電纜設(shè)備的控制和修補(bǔ)工作，避免安全隱患問題的留存，大大提升工作效率和安全效益。本文中，技術(shù)人員在完成電纜結(jié)構(gòu)故障點(diǎn)判定工作后，就需要落實(shí)完整的電纜故障處理和恢復(fù)方案。

（1）斷開接頭

在相關(guān)技術(shù)部門共同商討后得出，因?yàn)槭蔷缕C(jī)道區(qū)域故障問題，因此，需要對(duì)此處的高壓電纜進(jìn)行斷開處理，去除故障電纜后重新連接。因?yàn)橐M量減少操作的難度和操作行為對(duì)周圍區(qū)域產(chǎn)生的影響，相關(guān)部門在變電所和地面35kV變電站各指派1名工作人員對(duì)高壓電纜兩端進(jìn)行觀察和監(jiān)督，然后完成高壓電纜兩端地線的封存，及時(shí)懸掛“嚴(yán)禁送電”的警示牌，避免電纜送電對(duì)故障排除工作和人員安全產(chǎn)生影響。

此時(shí)，技術(shù)員協(xié)同主管部門完成高壓電纜的斷開處理工作。需要注意的是，在電纜結(jié)構(gòu)斷開前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行集中管理，確保安全措施滿足要求，并且利用電纜故障定點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行故障點(diǎn)判定，且在故障點(diǎn)位置的附近楔入3根長(zhǎng)鋼釘，保證鋼釘穿透電纜的芯線，鋼釘處理完成后若是沒有異常情況，就能完成地線一端的連接控制和處理，佩戴絕緣手套完成高壓電纜的拆除。

圖3 警示牌實(shí)物圖

（2）連接接頭

在完成高壓電纜斷開處理工作后，要將斷開的接頭全部清除干凈，然后剝離電纜接頭，并且聯(lián)系地面留守工作人員，拆除電纜兩端的封地線，配合遙測(cè)工序以及獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，評(píng)估斷開位置到井下變電所電纜的絕緣數(shù)值，也要實(shí)際測(cè)量35kV站段電纜的絕緣數(shù)值，測(cè)定后可知：①對(duì)地A相1000兆歐、對(duì)地B相2000兆歐、對(duì)地C相1500兆歐；②對(duì)地A相1500兆歐、對(duì)地B相1500兆歐、對(duì)地C相1500兆歐。

現(xiàn)場(chǎng)完成電纜接頭的處理工作，此時(shí)，臨時(shí)使用高壓接線盒就能有效將斷開的電纜結(jié)構(gòu)連接在一起，維持良好的應(yīng)用狀態(tài)，并且實(shí)現(xiàn)高壓電纜的地線引出模式，確保接線盒地線和臨時(shí)性安裝的局部接地線連接效果符合預(yù)期，從而有效完成排除工作。

（3）空載試送電

在完成以上一系列操作后，要求井下變電所修理人員利用遙測(cè)的方式對(duì)高壓電纜的絕緣數(shù)值進(jìn)行二次測(cè)量，獲取絕緣數(shù)值為對(duì)地A相1000兆歐、對(duì)地B相2000兆歐、對(duì)地C相1500兆歐。相應(yīng)的數(shù)值參數(shù)滿足安全運(yùn)行的基本標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)，聯(lián)系地面35kV變電站對(duì)高壓線路進(jìn)行試送電操作，保證井下變電所2#高壓隔爆開關(guān)處于開閘狀態(tài)。

需要注意的是，為了保證空載送電試驗(yàn)操作的規(guī)范性和科學(xué)性，電源線不能和高壓隔爆開關(guān)接線腔中的接線柱連接，維持良好的應(yīng)用獨(dú)立狀態(tài)，提升線路運(yùn)行的穩(wěn)定性和科學(xué)性，從根本上優(yōu)化本次故障處理工作的效果。

（4）恢復(fù)送電

在操作工序中，因?yàn)楦邏弘娎|中間接頭采取重組模式，所以，變電所內(nèi)要對(duì)高壓電纜三相電源的相位予以分析，并且對(duì)電纜三相芯予以標(biāo)記，從而進(jìn)行完整記錄。并且，定期指派專業(yè)的技術(shù)人員予以監(jiān)督，確保整體定相工作和供電恢復(fù)工作有序落實(shí)，才能完成本次監(jiān)督工作。