高压电缆护层接地故障查找技术的应用研究

钱洲

摘 要：为了满足社会的发展对电力的需求，促进社会生产活动的有序开展，我国电力部门就需要做好高压电缆的维护管理工作，使电力系统能够顺利运行。基于此，本文对高压电缆层接地故障查找技术的应用相关内容进行了阐述。

关键词：高压电缆层；接地故障；查找技术；应用

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）19-0149-02

随着城市化进程的不断加快，社会工业等的快速发展，我国电力事业也随之发展起来，但在发展的过程中各种电力问题也逐渐显现出来。为了解决电力安全问题，使电力输送更加安全可靠，相关部门采用了高压电缆开展相关工作。而高压电缆在实际接地过程中极易发生安全故障，阻碍了电力输送作用的顺利开展。因而，需要电力部门线管人员对高压电缆层接地故障技术进行全面分析，找出故障发生的原因，并加以改进。

1 高压电缆护层接地现状

在电力传输时，在各种因素的影响下，高压电缆中的问题也逐渐显现出来，影响了高压电缆供电性能。下面主要从高压交联电缆试验项目规定缺乏，高压电缆线路接地保护缺乏合理性，未有效开展检测工作对高压电缆保护层接地问题进行了分析。

1.1 高压交联电缆试验项目规定缺乏

从目前的情况看，我国电力部门在利用高压电缆开展电力运输工作时，由于高压电缆实验项目规定缺乏，相关技术人员对高压电缆试验规定缺乏了解，因而，在具体操作时，将关注的重点放在电缆主绝缘的耐压上，而忽视对高压电缆外护套试验操作，不能及时发现外护套的潜在缺陷[1]。

1.2 高压电缆线路接地保护缺乏合理性

经相关调查研究表明：电缆技术在高压电缆线架设过程中，其线路接地保护缺乏合理性，使得高压电缆线承载负荷十分有限，无法满足大负荷输电的需要，加快了高压电缆绝缘层老化速度。

1.3 未有效开展检测工作

我国高压电缆线路开路数多，各线路结构比较复杂，其检测工作量大，难度大。虽然，我国电力部门会对其进行定期检测，但由于以上因素的存在使得相关人员在检测时因为个人疏忽开展系统全面的检测工作，因而，引发了一系列电力安全问题[2]。

2 高压电缆护层接地故障查找技术的应用

由于高压电缆的敷设一般都是采用直埋和穿管两种方式，在地下敷设时，加大了相关人员的检修及巡查难度，一旦产生故障，电力电缆故障的查找会面临很大的问题。所以，需要采用科学有效方式、技术手段对其故障进行查找，使高压电缆能够正常运行，确保人们的用电安全。

2.1 阻抗法

一般来说，采用阻抗法进行高压电缆层接地故障查找时，主要包含电桥法、分布参数计算法两种。

电桥法是指在具体操作时使用四臂电桥，测量电缆心线中的直流电流，接着完成电缆长度的测量，记录测量数值。最后结合电缆长度及电阻及电容的关系，从而准确的计算出故障点位置。实际上，电阻与电容电桥法都能对电缆各故障进行准确定位。

分布参数故障检测法，就是以分布参数理论为基本指导思想。通常情况下，电缆技术人员在故障检测时，必须要施加高压信号给高阻故障电缆线，在完成这项工作后，高阻故障点会发生闪络情况。最后，电力检测人员在结合分布参数相关理论计算出高压电缆线的电压与电流，从而找出故障的准确位置[3]。

2.2 行波法

将行波法运用到高压电缆线接地故障检测中，可以采用驻波与现代法两种。驻波法值得是间电缆当作高频传输线，并在此基础上对驻波现象进行仔细分析与调查，从而完成对相关故障的测量。

现代法又可以叫做脉冲发射法，主要包含高压与二次脉冲法。通常情况下，低压脉冲法在低阻、断线故障检测中运用的比较多，而高压脉冲电流法一般运用于高阻故障检测中。图1为脉冲发射法测距系统原理图。

由图1可以看出，将低压脉冲输入到故障电缆线中，其会找出电缆中阻抗不匹配的点。一旦遇到电缆故障，低压脉冲就会反射，这时仪器设备就会对分析反射脉冲的特点，从而确定故障类型。

2.3 跨步电压法

在高压电缆接地故障查找过程中，跨步电压法是使用最为普遍的方法。在具体应用而过程中，直流电压进入到故障防护层中，当电压经过故障点时就会出现会流现象，跨步电压由此产生[4]。这时，电力人员在离故障较近的位置，利用探头测量电缆各位置的跨步电压，并将测量得出的数值统计下来，以此为依据完成故障点的查找。在采用该种方式操作时，以免地面杂散电流影响数据检测的结果，在检测过程总，技术人员都会借助直流脉冲信号[5]。

从目前的情况看，在具体检测时，跨步电压法的检测方式有两种：第一种，将故障点最上方的的跨步电压调至零，而故障点两侧的电压值正好相反，为最大值，并在此技术上对故障点进行准确定位；第二种，结合放点电流故障点环形状发散特点，对故障点进行查询[6]。

2.4 电桥法

电桥法一般运用在低阻接地故障中，主要是使用电桥运行原理来调节电力电缆外部电阻，让电桥两端保持平衡，再通过计算，从而找出故障点所处位置。

2.5 电缆精确定位技术

（1）声波法。该种检测方式主要是借助高压脉冲发生器，将脉冲信号发送至电力电缆中，达到故障处，击穿接地点，发出短暂响声，再利用拾起音器將声音扩大，从而确定故障点位置。该种检测方式在高阻接地故障中运用的较为广泛。（2）声磁同步法。该种方式适用于高低阻接地故障，同样是利用高压脉冲发生器来发送脉冲信号，达到故障处，再将故障处电磁信号，以及击穿时出现的短暂声音信号，借助高频拾音器反馈给检测人员，并以此为参考，判断出故障点。

3 实例分析

在对高压电缆线故障件检测分析作业中，本文以110kV高压电缆为例展开分析。据相关调查显示，该高压电缆在2017年4月发生跳闸情况，A相产生故障。在具体接地故障检测作业中，有关人员采用行波法来检测。在故障查找阶段使用了SebaKMTSPG32定位系统、30E脉冲反射仪器辅助工作。

在查找故障时，工作人员利用利用脉冲反射来确定事故电缆，将黄绿色地线接系统，再将高压大夹子和A相线芯相连，高压小夹子和A相铜屏蔽地线相连，完成故障A相的残压测试，最后采用声磁同步法精准定位A相故障点。

在具体操作时，需要技术人员向将高压脉冲试驾到故障电缆线上，使其击穿放电。这时，故障点就会发生出“啪啪”的声音，并释放辐射电磁波。在此期间，需要技术人员去收集电磁、声音的信号等数据资料，并通过抵押脉冲反射计算出故障点的距离。

在采用低压脉冲法时，必须要先向故障电缆位置输入故障检测时需要的脉冲信号，通过计算入射电波及反射电压行波的时间差，从而将实际测距确定下来。在采用该种方式测定故障距离时，其公式为：

上述公式中，需测量的故障距离是L，单位是m；

入射电波及反射电压行波的时间差是Δt，单位是m；

在电缆中行波传播速度是V，单位是m/s。

4 高压电缆线接地故障接地故障查找时需要注意的问题

（1）高压电缆线故障检测能够使电力传输更加安全稳定，而高压电缆金属环流检测是日常维护管理的有效手段，可以及时掌握金属层绝缘情况，为电缆显的正常运行提供参考依据，因此，需要认真完成电缆金属保护层的检测工作，确保电力运行安全。（2）在对高压交流电缆绝缘层故障进行检测时，需要综合考虑电缆敷设情况、信号情况、现场环境等因素，先使用阻抗法来测距，再使用直流脉冲法及跨步电压法将故障的位置精准的检测出来。（3）在查找电缆保护层多点接地故障，并测定故障点位置时应该采用声测定点。（4）由于高压电缆线金属保护层环流电力回路很多、检测点不集中，有些监测点处在电缆沟盖下，检测难度大，给检测人员带来了很大的困难，在条件允许的情况下英爱采用在线智能检测。

5 结语

总而言之，要将高压电缆线故障准确的找出来，提高电缆传输效率，电力工作人员就需要不断地提高自身的工作能力和水平，加大对相关技术的研究开发力度。相信随着各项措施的全面落实，我国电力事业将会得到快速发展。

参考文献

[1]杜伯学，李忠磊，张锴，王立.220kV交联聚乙烯电力电缆接地电流的计算与应用[J].高电压技术，2016，（5）：109-115.

[2]袁燕嶺，周灏，穆勇.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].高电压技术，2015，（4）：324-329.

[3]张春霞，孙伟忠，屠幼萍，陆宇航.隔离开关不完全合闸引起的电缆护层过电压分析[J].高电压技术，2014，（10）：249-256.

[4]张姝，林圣，唐进，何正友.基于双层阻抗模型的三相单芯电缆自恢复故障定位[J].电工技术学报，2016，（17）：230-236.

[5]王润卿吕庆荣.电力电缆的安装、运行与故障检测[J].北京：化学工业出版社，2015，（13）：456-459.

[6]王培阳，赵春喜.风电场高压电缆层接地故障查找技术的探讨与应用[J].北京：化学工业出版社，2016，（20）：325-329.