高压电力电缆故障分析及诊断处理

何小俊

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖655000）

0 引言

在城市中心地带、居民密集区、工厂厂区内部等地方，考虑到安全、美观和利于厂房布局等因素，高压电力电缆线路在电力系统中的应用比例越来越高，其具有占地面积小、送电可靠性高、维护工作量少等优点。但是，在长时间的运行过程中，高压电力电缆受到多种因素的影响，容易出现各种各样的故障。正确分析高压电力电缆的故障原因，快速找出故障点，确定故障位置，尽量缩短停电时间，对于企业正常生产和人们正常生活尤为重要。

1 高压电力电缆故障原因

1.1 自身质量问题

自身质量问题是高压电力电缆出现故障的主要原因，在潮湿的环境中，高压电力电缆很容易进水受潮，影响其绝缘性能，发生击穿事故，严重威胁着人们的生命和电气设备安全。

1.2 过负荷运行

随着产量的提升，供电负荷的增加，高压电力电缆长期处于过负荷运行状态。在日常运行过程中电缆电压选择不当或突然有高压窜入，运行环境恶劣，腐蚀性气体对电缆保护层的损害，电缆附近存在温度高的热源，尤其在高温天气过负荷时造成高压电力电缆产生大量的热量，会加快电力电缆的老化速度，都可能使电缆绝缘强度遭到破坏，存在很多的安全隐患。

1.3 施工故障

安装和施工不合理是造成高压电力电缆故障最常见的一个原因。在电缆敷设过程中，施工人员没有严格规范地进行施工，会影响高压电力电缆的使用寿命。施工故障具体表现如下：

（1）电力电缆表面破损。由于施工过程中的错误操作导致高压电力电缆的表面破损，容易使高压电力电缆内部进水，造成安全事故。

（2）中间接头密封不好。在敷设电缆的过程中，施工人员没有将电力电缆中间接头密封好，在潮湿的环境中，水分很容易进入电力电缆的接头位置，影响高压电力电缆的绝缘性能。

（3）导体连接管接触不良。在长距离的电缆施工过程中，施工人员没有将两个高压电力电缆之间的导体连接管处理好，导致高压电力电缆的导体连接管接触不良，出现一些毛刺和尖角。

（4）电力电缆接头设置不合理。施工人员在敷设电缆过程中存在较大的随意性，高压电力电缆中的接头设置不合理，一些施工人员在高压电力电缆相距很近的位置设置多个接头，严重影响了高压电力电缆的安全稳定运行。

1.4 机械损伤

机械损伤引起的电缆事故占电缆总事故的50%［1］。造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受到外力损伤、施工车辆长时间的碾压导致的变形损伤等，这些都会使电缆接头和导体绝缘受损。

2 高压电力电缆故障类型

常见的高压电力电缆故障类型有闪络故障、断线故障、接地故障、复合型故障等。具体如下：

（1）闪络故障。高压电力电缆长时间处于过负荷运行状态，很容易在高电压下被瞬间击穿，但是高压电力电缆又可以迅速封闭击穿通道，逐渐恢复绝缘性能。

（2）断线故障。断线故障是指高压电力电缆的一相或者多相导体全断或不完全断线。

（3）接地故障。接地故障是高压电力电缆最常见的一种故障类型，电力电缆的一相或者数相导体对地击穿，发生贯穿性绝缘故障。电力电缆按接地电阻的大小可以分为金属性接地、低阻／高阻接地故障，绝缘电阻低于10kΩ称为低阻接地，高于10kΩ称为高阻接地。

（4）复合型故障。复合型故障是指高压电力电缆发生上述2种或者2种以上的故障。

3 高压电力电缆故障的诊断处理方法

3.1 测声法

测声法是指根据高压电力电缆发生故障时发出的放电声音来寻找故障源的方法，测声法适用于电缆的芯线发生闪络放电故障的查找。测声法要使用直流耐压试验机设备。直流耐压试验机设备首先对电缆中的电容器进行充电，当电容器到达一定电压值时，试验机的放电间隙对电缆故障位置的芯线进行放电，这时故障位置的芯线又会对电力电缆的绝缘层放电，并且发出“滋滋”的放电声，对于在地面上的电力电缆，维修人员可以直接凭借听觉查找故障位置；如果电力电缆被埋在地下，维修人员需要确定电力电缆的方向，然后在相对安静的环境中，使用医用听诊器或者耳聋助听器等音频设备，将听诊器或者助听器放在贴近地面的位置，沿着电力电缆的敷设方向慢慢查找，如果听到有“滋滋”的声音，这个位置就是电缆的故障位置。使用测声法查找高压电力电缆故障源，维修人员必修要注意人身安全，安排专门的人在电缆末端和设备末端进行监视。

3.2 电容电流测定法

高压电力电缆在运行过程中，电缆的芯线对地和相邻芯线之间都存在着很大的电容，这些电容在电力电缆中均匀分布，并且电缆越长，电容量越大，电容电流测定法可以准确得测定出电力电缆芯线断线的故障位置。电容电流测定法要使用1只0.5级、量程为0～100mA的交流毫安表，1只0.5级、量程为0～30V的交流电压表，1台量程为1～2kVA的单相调压器。首先，使用交流毫安表测量出高压电力电缆首端每一相芯线的电容电流值Ia、Ib、Ic，然后再测量出电力电缆末端每一相芯线的电容电流值Ia′、Ib′、Ic′，计算出断线芯线与完好芯线之间的电容比，根据计算结果初步判断出高压电力电缆芯线的大约断线位置。从电容量计算公式C＝I／（2πfU）［2］可以得出，在频率f和电压U不变的情况下，电容量C和电流I成正比，由于高压电力电缆的工频f是不变的，使用电容电流测定法测量时，只要保持电压不变，电容电流之比就是电力电缆芯线断线电容量和完整芯线电容量之比。设电缆全长为L，电缆芯线断点距离为X，则Ia／Ic＝L／X，X＝（Ic／Ia）L，在测量过程中，测量电缆的总长度要精确，并且电流表读数要准确，这样最终测量误差会比较小。

4 高压电力电缆故障的防范措施

结合高压电力电缆故障原因分析，为了确保高压电力电缆的安全稳定运行，最大程度地降低故障几率，我们要积极采取防范措施，不断改善高压电力电缆的使用寿命和运行状态。

（1）要高度重视高压电力电缆故障问题，安排专门的维护人员加强对电力电缆日常运行的维护检修，对电缆的运行参数制定详细的档案，定期进行安全检查，加强高压电力电缆施工管理，对于电缆的故障频发地点，增加维护人员的日常巡检，严格落实责任制度。

（2）加强公司各个部门之间的沟通联系，积极通过协调会议，明确高压电力电缆的施工位置和注意事项，全面协调所有的施工部门，在施工过程中注意保护电力电缆设备。制定完善的危险点控制和辨别方案，在一些危险位置安排专门的技术人们进行监护，定点、定时进行巡查［3］。

（3）高压电力电缆施工单位要做好技术交底工作，每天施工之前都要明确作业内容和作业任务，加强电力电缆的安全管理，确保施工质量。

（4）在公司进行安全宣传，提高大家的安全意识，使大家明确知道破坏高压电力电缆的危害性。

5 结语

高压电力电缆作为电力系统的重要组成部分，在长时间的运行过程中，故障率会很高，并且故障查找比较复杂。通过分析和研究高压电力电缆的故障原因和故障类型，选择合理的诊断方法，积极采取有效措施，快速找出故障位置，对不断提高高压电力电缆的运行可靠性有重要的意义。

［1］王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究［D］.大连理工大学，2009

［2］吴宜文.高压电力电缆故障的起因诊断和处理［J］.自动化与仪器仪表，2012（3）

［3］袁鸿鹏.一起高压电力电缆故障原因分析及防范措施［J］.科技信息，2013（35）