探讨高压电缆护层接地故障查找技术的应用研究

张翔 计志恒 王维孟 杨耿

摘要：伴随着我国经济的繁荣，工业化以及城市化的发展，使得我国电力事业获得了长足的发展。但是也导致输电线路用电负荷增加等问题的出现。基于此，为了进一步确保电路输送的安全性，相关部门以及人员逐步使用了高压电缆进行相关作业。事实上，高压电缆护层在进行接地作业的过程中容易出现故障，不利于电力运输作业的有效开展。故而需要电力部门以及相关人员加强对于高压电缆护层接地故障查找技术的分析，并加强利用。基于此，本文对高压电缆护层接地故障查找技术及其应用进行了详细地分析与探究。

关键词：高压;电缆护层;接地故障;查找技术;应用

1电力电缆故障概述

1.1电力电缆故障原因

按照电学形式，可将高压电力电缆故障的原因分成5类，具体可从以下几方面来分析：

1.1.1外力破坏

是指高压电力电缆在地下敷设后，受施工或者是其他外力的破坏，导致高压电力电缆运行出现故障问题，无法正常运行。

1.1.2生产质量问题

即是电缆本身存在的质量问题，导致投入电力系统使用后出现故障。

1.1.3电缆接头的制作问题

有关人员在安装电力电缆过程中，没有严格按照规定要求来接电缆接头，更改电缆接头的尺寸与技术具有随意性，给电力传输带来安全隐患。

1.1.4电力电缆施工质量问题

在电力电缆的施工过程中，部分施工人员没有根据电缆施工要求来敷设，降低了施工效率。

1.2故障性质分类

在高压电力电缆运行过程中，出现的故障问题主要包括3大类：高阻故障、低阻故障以及开路故障灯。其中开路故障是指高压电力电缆内部一芯或者是多芯被断开，导致电力传输出现故障;常见于电力电缆被不法分子盗取与铝芯电缆上。在进行故障检测时，有关人员可通过冲闪法、二次脉冲法或者是低压脉冲法进行测量。高阻故障是指电力电缆一芯或者是多芯对地绝缘电阻值小于正常值，但高于几百欧姆的故障问题。高阻故障与开路故障存在明显差异，开路故障的绝缘对地电阻值高达千欧，甚至是兆欧。而低阻故障则是电力电缆一芯或者是多芯对地绝缘电阻小于几百欧姆的故障问题，可采用低压脉冲法进行测量。

2高压电缆护层环流产生原理

2.1单芯电力电缆结构

电力电缆主要由线芯、绝缘层和护层三部分组成。线芯采用导电率较高的铜或铝等金属材料以减少电能传输损耗;绝缘层用于阻断高压导体与外界的电气链接，通常采用的绝缘材料有聚乙烯、乙丙橡胶、交联聚乙烯等;由于护层用来保护电缆在运输、敷设和运行过程中避免机械损伤，需要使用金属材料制造密封护层和屏蔽层。

2.2电力电缆金属护层感应环流产生原理

电缆线芯通过交流电流时，在线芯周围会产生感应磁场，由于涡流效应在技术护层上会产生感应电压。由于电缆护套破损或制造缺陷，造成金属护套多点接地的时，会在金属护套、接地线、接地系统间形成回路，这时会产生高压环流。

3高压电缆护层接地现状

3.1缺乏高压交联电缆的交接试验项目规定

目前，我国的电力部门在借助高压电缆进行电力运输作业的过程中，由于电力技术人员缺乏对高压电缆的交接试验规定的必要了解，故而导致在实际的操作过程中过分重视电缆主绝缘的耐压，故而对高压电缆的外护套的试验操作忽视，不利于有效的发现外护套绝缘损坏的隐性缺陷。

3.2高压电缆线路护层接地保护不合理

此外，相关的研究、调查还发现：电力技术人员在进行高压电缆架设以及运行的过程中，忽视了对于高压电缆线路护层接地保护方式的管控，继而导致高压电缆线路无法满足大负荷输电的需要，导致高压电缆外护套绝缘老化速度的加快。

3.3未能有效的开展检修作业

虽然电力部门会定期对高压电缆外护层绝缘进行检测。但是由于我国高压电力线路存在电缆开路数多、检测量大等状况，继而导致电力技术人员在进行相关检修作业的过程中往往会因为疏忽而无法对线路进行全面的检修。故而导致一系列电力问题的出现。

4高压电缆护层接地故障查找技术的应用

4.1电缆故障测距技术应用

4.1.1低压脉冲发射法

该电缆接地故障方法是一种无损的查找技术，是指在进行检测过程中，将低压电流窄脉冲信号发送到电力电缆中，信号断路点、接头以及短路点在遇到发送的信号后，会将不同类型的波形反馈回来，然后借助微机计算机反射的时间差来测量反射波形的点，对反射脉冲的极性进行识别后既可判断出故障的具体性质。若反射的是正波形表明是断路点;反射的是负波形表明是断路点;反射的是相对比较平缓的真负波形则是电缆的中间接头，常用于低阻故障。低压脉冲反射法在电缆短路、断路和低阻故障测量中应用较广，此外还可用于测量电缆长度、电磁波传播速度以及区分T型接头和终端头等。

4.1.2电桥法

电桥法的应用在低阻接地故障较为常见，是指借助电桥的运行原理，对电力电缆外部可调电阻阻值进行调节，让电桥两端处在平衡状态，然后利用对其进行计算，从而确定电力电缆故障点的位置。

4.2电缆精确定位技术应用

4.2.1声波法

声波法是指通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发射到电力电缆中，达到故障位置，释放能量击穿接地点，并发生短暂的响声，然后通过拾音器扩大声响，从而准确判断出接地故障位置。声波法的应用，在高阻接地故障与闪络形故障较为常见。

4.2.2声磁同步法

常用于低阻接地故障以及高阻接地故障;主要是通过高压脉冲发生器，将高压脉冲发送到电力电缆中，到达故障位置，然后将故障点的电磁信号与击穿接地瞬间的声音信号通过电磁探测仪或者是高频拾音器反馈到检测人员手中，为有关人员决策提供参考。

4.2.3电缆烧穿法

在电力电缆运行过程中，如果使用声波法以及声磁同步法进行检测时，不能瞬间击穿接地点，应通过电缆烧穿法来降低电缆节点电阻，然后再采用声波法或者是声磁同步法对故障位置进行查找。工作原理：通过电缆烧穿仪器向故障电缆发射高压小电流，让电力电缆不间断短路发热，加快外部绝缘热老化与碳化，从而精确判断电缆故障位置。例如某高压电力电缆于2015年故障跳闸，故障位置在C相。为了查找、确定故障性质与故障点位置，首选采用低压脉冲法对电力电缆进行测试，电力电缆总长1754m，与电缆资料吻合。基于本次故障问題属于高阻故障，使用冲闪法与二次脉冲法不能准确查找故障位置，这时应采用电缆烧穿法烧穿故障电缆C相，将残压值控制在预定位的范围内，并详细观察电压泄露和残压电流值，从而确定该电缆C相是泄漏型高阻故障。

5结束语

综上所述，高压电缆护层故障查找是一件非常棘手的问题，要做到准确、快速查找故障位置，除了需要具备丰富的工作经验外，还需配备先进的故障查找技术。因此在电力传输过程中，有关人员必须严格按照规定要求做好日常巡视与维修工作，并加大高压电缆护层故障查找技术的研究，按照电力电缆故障原因与故障性质，选择相应的电缆故障测距技术与电缆精确定位技术来查找，以提升电缆故障查找的精确度，确保供电稳定可靠。

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