高压电缆试验故障分析

徐拥军

摘要：随着我国社会经济、城市化的持续发展，人们对电能需求日益增多。所以，为了高效保障我国各级部门和人民的用电需求，高压电缆便大量投放使用。本文针对高压电缆故障进行了深入研究和分析，并对具体试验方式、特征进行了概括性总结，从而为我国内力电缆输电的发展贡献力量。

关键词：高压电缆;试验故障;声波定位;机械损伤;绝缘层

引言：

随着我国对电力系统可靠性重视程度的提高，在电力的生产、传输等方面也给予了重点关注，特别是在高压电缆方面，对其正常条件下的运维、常见故障原因及维修方法等方面都进行了深入探索。最终发现，在优化高压线路管理、布置的同时还要对高压电缆故障及时判断、处理及维修，才能积极推动我国电力事业快速发展，保障电力运输的质量及效率。

一、高压电缆试验故障分析

1.高压电缆长时间高负荷运转

在高压电缆实际应用过程中，供电负荷会随着电压等级的升高大幅升高，而随着各级部门、人们对用电量需求的不斷提升，从而导致高压电缆在长时间运行中出现高负荷运转情况。而高压电缆运行环境恶劣、隧道内腐蚀性气体过多等问题都会直接导致其保护层受到严重毁坏，从而给高压电缆本体带来极大破坏。但是被长时间保护在固定环境中的高压电缆，也会受到伤害【1】。因为高压电缆长时间处在高温、高负荷工作状态中，一旦内部温度过高，电缆的绝缘就会加速老化，毁坏绝缘体安全性能，从而加大高压电缆绝缘事故发生几率。

2.质量原因

在高压电缆试验过程中，由于其本身制造质量原因而发生故障几率非常小。但高压电缆在运转、敷设等步骤中都有可能由于施工质量问题而出现故障隐患。但随着当前市场竞争压力不断攀升，部分企业为了降低制造成本获得更大经济效益，便选择了质量、价值都没有严格保障的材料去生产，最终导致高压电缆制造质量也受到严重影响，而这都会给高压电缆的后续使用造成严重的安全隐患。在长期经历风化、受潮等状况后，引发重大电力事故的几率也大大增加，从而给人民安全、财产造成了不必要的损失。

3.高压电缆施工问题

在高压电缆生产制造过程中，如果生产人员没有依据我国相关标准进行，在极大程度上会给电力电缆的正常运行留下较大安全隐患。而在施工时期，电缆问题大致可以分为以下4方面【2】。第一方面，工作人员没有完全依据相关标准进行安装，有可能致使高压电缆表面护层结构受到毁坏。而金属护套被毁坏后，护层内结构便更加容易因为受潮、风化等原因造成电缆绝缘缺陷进而引发较大的安全事故。因此，生产企业一定要增强施工环节的关注度，才能从本质上解决此问题。第二方面，工作人员如果在安装过程中没有将中间接头完全封闭、密封，便会致使高压电缆在长时间运转过程中发生层间进水、接地不良等问题。第三方面，因为高压电缆线路的运行寿命周期较长，覆盖面积非常广，因此，如果工作人员没有按时对电缆的接地结构连接部位进行及时维护，便可能会发生由于对地接触不良等因素而影响到整个高压电缆电能传送效果的问题发生。第四方面，在整个高压电缆作业过程中，电缆接头设置是非常重要的，但由于工作人员基础知识、技能不达标等原因会直接导致高压电缆终端、接头施工出现品质问题，而这都要生产企业予以重视。

二、高压电缆试验故障的解决策略

1.声波定位方法

在高压电缆试验故障中，声波定位技术是最常用的方法，但利用此种方法在对故障进行检测时，要结合高压发生器单元施加电压脉冲，然后在高阻故障点就通过传统的听力放大原理来接受脉冲放电方式带来的脉冲声波，从而得知高压电缆具体发生故障部位。而利用仪器自带的低压脉冲检测能力可以有效完成对低阻短路、线路的故障点检测，高压脉冲则可以利用累积叠加方式从而实现电缆故障点定位工作【3】。

2.声磁同步方法（？这个到底是什么方法我也不是很清楚）

在高压电缆试验故障中，声磁同步定点仪主要是利用放电脉冲磁场作为同步信号，对声音进行数字化采样，将声音波形显示出来，波形可以持续保持，避免了声音转瞬即逝的缺点，而且故障点放电波形和噪声有明显的区别，更重要的是多次放电的声音波形均非常相似，当观察到多次放电的声音波形相同时，可以明确判断已经采集到了放电声音，所以这可以直接利用声音状况去判定高压故障所在位置。一般情况下，高压电缆在出现故障时都会发出电声，而检测人员只需要收集电声便可判定故障的大致方向。但是，由于声磁同步法本身的局限性，所以实际应用范围并不大。声磁同步法在使用前要进行相关准备工作，以便在高压数值达到额定值时自动对故障芯片进行放电，而检测人员利用放电声音便能对高压故障进行维护。其关键点是，声磁同步法在地面使用频率较高，因为埋在地下会其位置变得更加隐蔽，然后再使用此方式进行查找、步骤就变得非常复杂，得不偿失【4】。因此，在使用声磁同步法对高压故障检验时，一定要根据我国标准进行，以便在最大程度上保障其工作效率和安全性。

3.测定方法

电力系统将日常运行期间的高压电缆试为容性负载，电容随电缆平均分布。一般情况下，高压电缆长度和电容量大小是成正比的，因此一旦电缆长度出现改变电容量就会随之改变。所以检测人员在对高压电缆故障进行排查时，便可以通过测量电容方式来确定故障位置。另外，检测人员在使用测定法进行故障排查时，一定要保证电压处于稳定状态，然后结合毫安级的交流电流去检测高压电缆线路，以便进一步提高检测的精准性，从而确保高压电缆故障点定点问题可以顺利解决。

4.电缆测定方法

目前，我国对于高压电缆关注度非常高，因为电缆的安全、稳定运行对人们日常生活是非常重要的【5】。只有提高对高压电缆的重视程度，才能有效增强使用性能。而高压电缆现有测试方法如下：第一，高压电缆的振荡试验。试验过程中，检测人员要利用直流电对电缆进行充电，电压值达标后通过可控间隙对电缆进行R-L-C串联回路放电，该振荡放电过程便是振荡电压试验。第二，高压电缆的谐振耐压试验。这种形式属于L-C的串联谐振，在工频变压器容量不能完全满足试品容量实际所需的容性电流要求时，只能通过减小电流容量需求，通过改变系统频率获得满足实际试验所需电压需求进行过度，通过并联的高压电容分压器获取相关数值，以此保障谐振耐压试验结果的精确性。串联谐振其实是在系统内部将电源频率、电感、电容参数进行改变从而产生可控电压谐振的过程。而这种方式由于性价比很高、体积很小，相关知识理论体系较完善，所以非常值得研究人员进行深入探讨与分析。

三、高压电缆试验注意事项

在高压电缆试验过程中，检测人员要对以下4点进行格外重视【6】。第一点，直流测试系统中高压电缆在几十微安低端处连接，可有效降低误差性;第二点，因为高压电缆电压非常高，为有效防止静电感应效果，所以在可能存在漏电的部分应该全部封闭，例如，当两端超过35KV时就要立即进行缆芯与接地系统的接地屏蔽;第三点，如果高压电缆长度和电容太大，就会对电缆上的实际电压数值造成不良影响，所以单独使用低压表是不能反映出电缆上的高压测定实际数据的。第四点，设备的接线。设备可以输入220V和380V的电源。电源的输出端子与励磁变压器的输入端子连接，分压器的信号线、接地，励磁变压器的抽头与电抗器的下端连接，第一电抗器的上端与第二电抗器的下端串联连接，第二电抗器的上端与第三电抗器的下端连接，输出端子为请注意输入220V和380V在接线方式上有微妙的差异。（这些都是直流试验的描述）另外，在整个高压电缆试验中，相关部门都要重点突出安全性、实效性，并结合增强危险源管控去降低试验难度，从而使整个过程变得安全、简易、方便。

结束语：

综上所述，在高压电缆试验过程中，导致试验过程中放电的原因很多，因此检测人员需要对放电原因逐一验证。另外，高压电缆在电力工程中有着非常重要的地位，因为高压电缆可以有效的提升电力能源的工作效率、安全性及稳定性，而利用好高压电缆试验可以将电缆本身作用发挥到最大。

参考文献：

[1]赵昌鹏，魏子舒，周英明，杜群，张伟.高压电力电缆故障分析及试验方法[J].数字通信世界，2021（06）：213-214.

[2]刘轩.高压电缆试验故障分析[J].农村电气化，2020（01）：55-56.

[3]林俊锋.高压电力电缆故障分析及试验方法[J].通讯世界，2017（24）：182-183.

[4]黄世伟，李泳锡.高压电力电缆故障原因分析和试验方法的分析[J].化工管理，2017（29）：172.

[5]刘欣.高压电力电缆故障原因分析和试验方法研究[J].低碳世界，2016（23）：42-43.

[6]李浪. 高压电力电缆故障原因分析和试验方法的研究[D].西南交通大学，2013.