信息化背景下高压电力电缆故障原因分析与试验方法库其拉·哈不都拉

信息化背景下高压电力电缆故障原因分析与试验方法库其拉·哈不都拉

库其拉·哈不都拉

（国网新疆电力有限公司富蕴县供电公司新疆维吾尔自治区836100）

摘要：随着我国对电力行业发展的不断重视，在对电能进行输送以及运转等各个方面的关注度也在不断提高，特别是高压电力电缆，想要确保其正常的运行，不仅需要对其运行的条件，发生故障的原因进行研究分析，还需要实施高效的试验方法，这也是我国相关电力部门以及社会科研人员需要关注的重点。本文主要对高压电力系统中存在的电缆故障进行研究，通过相应的实验方法对故障进行处理，以此确保我国电力系统中电缆能够实现安全运行。

关键词：高压电力电缆；故障原因分析；试验方法

1高压电力电缆故障原因

1.1电缆质量问题

高压电力电缆发生故障的最主要的原因就是电缆自身存在质量问题，由于高压电力电缆长期处于室外，而且经常会遇到阴雨天气，处在潮湿的环境中，这就会使电缆出现进水受潮的想象[1]。这就使电缆所具有的绝缘性能难以获得有效的保障，同时还会导致击穿事故的发生，只要出现故障，相关电力设备的安全就会受到威胁，而且还会对相关用电人员的安全造成威胁。

1.2施工因素

电力事业是国家关注的重要问题。电力电缆的施工环节是事关电力电缆使用质量的重要因素。电缆安装施工阶段的质量问题是引发电力电缆故障问题的重要原因。导线压接质量缺乏保障的问题会让绝缘层出现老化击穿加快的问题，这一问题的出现会引发严重的接地短路事故。导体之间连接管不合格的问题也会让电力电缆内部系统出现电磁场分布不均的问题。

1.3运行因素

在人民群众用电量不断增加的情况下，高压电缆电力系统会长期处于运行状态之中。电力电缆超负荷运行现象的出现会让电缆线产生大量的热量。这种热量的不断累积会加速电缆的老化速率。高压电缆老化所引发的绝缘性降低的问题会带来严重的击穿事故。

2.电缆故障原因分析

分析电缆故障原因主要有外力破坏、施工质量、本体质量等。据统计，在电缆故障中，外力破坏约占58%，施工质量约占12%，附件质量约占27%，本体的质量约占3%。

（1）外力破坏。由于电缆的铺设大多与其它管线交叉，在其他管线施工时容易对电缆造成破坏。主要为：未经审查的机械开挖，造成电缆的破坏和短路；安装不牢靠，在外力的作用下很容易发生绝缘故障；由于地面下沉、车辆的碾压造成电缆的变形。上述的这些外力的作用使得电缆的保护套发生破损使得一些水分侵入到电力电缆中去发生运行故障。

（2）施工质量影响。施工主要质量问题有：电缆接头设置不当；导体的连接管存在尖角和毛刺等；中间接头没有进行良好的密封处理；安装环境湿度大；电缆的保护外壳破损等。

（3）电缆本体质量问题。电缆的本体质量问题而导致电缆故障所占比例较少，但也是不可忽略的，由于近年来很多厂家为了节约成本，生产过程存在很多问题，如杂质的超标和绝缘层中存在区域微孔导致电缆进水等质量问题。

（4）过负荷运行。目前大多数的高压电力电缆存在负荷运行，缺少维护等问题，有的电缆的运行条件恶劣，散热差，导致在夏季的高负荷运行时电缆温度过高，加快了电缆的老化，留下安全隐患。

3.常用的电缆故障测距检测方法

3.1电桥法

将被测电缆终端故障相与非故障相端接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过调节电阻使得电桥达到平衡，通过公式计算出故障点的距离。

3.2低压脉冲反射法

测试时向电力电缆的故障相注入低压脉冲。该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点即故障点时，脉冲产生反射回送到测试点由仪器记录下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电缆中传播的波速度，便可计算出故障点离测试点的距离。

3.3脉冲电流法

脉冲电流法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端和故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。

3.4二（多）次脉冲法

首先针对故障电缆发射一个低压脉冲，脉冲在高阻的故障点由于特性阻抗变化不大，不会产生反射。脉冲在另一终端被反射回来后，仪器将这个“完好”波形存储起来。然后对故障点电缆发射一个高压脉冲，故障点被击穿，击穿瞬间变成低阻故障，此时仪器触发一个低压脉冲，低压脉冲在被击穿的故障点处被反射回来。仪器把两次低压脉冲的波形叠加起来，交叉点的位置就是故障点位置。这种方法使操作者很容易判断故障点波形，而且误差较小。

4.高压电力电缆试验注意事项

和大多数的电力设备一样，电缆的故障率呈现的一种典型浴盆曲线，在设备投入运行的1~5年的时间里，出现故障的概率会高一点，5年到25年之间，电缆的运行故障率非常的低；在电缆运行了25年以后，电缆的故障率快速的上升。在对高压电力电缆进行分析和计算时可以将其作为一个理想的同轴电容来考虑，理论上电力电缆具有可靠性高、安全性好故障率低的特点。但由于生产、施工、运行维护、环境等原因，使电缆受电、机械、热、水等因素的影响，导致高压电力电缆故障的发生。

4.1高压电力电缆故障的查找方法

现如今对电缆故障的检修，多用电缆故障，测试仪对其进行定位查找，电缆故障探测仪器能对。多种故障进行有效的测试。如电缆的高阻内容故障。高低阻性的接地短线，电缆的断线和接触不良。如配备声测法，定点仪可以精准测定故障点的位置特别适合测试各种型号不同等级电压的电力电缆及通信电缆。常见的电缆有三种材质：油浸纸，交联乙烯和塑料等。常用的电力电缆的电波传播速度可在仪器中预计制定一些特殊电缆的电波传播，还可以通过键盘在现场临时制，预制电缆长度和出故障的区域都不需人工计算，而是由仪器的自动测量得知，并显示故障区域的长度，使用电缆故障测试仪，可准确测定故障点的位置，测试的精准度高，测试的结果，以数据的形式会自动在液晶大屏幕上显示，可直接观测到故障，具有波形，参数存储，调出功能。可将测试故障的波形与正常波形进行对比，对故障有了更进一步的认识，可直接将故障点与测试点的直线距离或相对位置测出并显示具有不同被测电缆，随时改变传播速度的功能。

4.2高压电力电缆试验时的注意事项

（1）微安表接电压。决心好的电缆漏电削，一般几十微安若接在低端，误差较大。（2）两端头屏蔽35kV以上的电压电缆，因为试电压高，所以通过它的漏电大理应屏蔽。（3）高压侧电压如电缆较长，电容过大时所产生的影响较大，在低压表中不能反映高压测得时的真实电压。（4）试验电压太高，用倍压装置。35kV及以上电压等级常需用高压用单极直流电压装置，不满足当前需要要求，需用倍压回路。

结束语

综上所述，电力电缆作为电力系统中对电能进行输送的重要通道，电力电缆在工作中所具有的可靠性，可以确保社会的顺利生产。通过对电力电缆出现故障的原因进行分析可知，需要对电力电缆进行管理的力度不断进行加强，同时，需要确保对电力电缆进行时常的保养以及维护，通过对科学检测方式以及先进故障排除技术的应用，从而确保电力系统能够实现正常运行。

参考文献：

[1]李光肖，董雪.高压电力电缆绝缘在线监测及故障定位研究[J].现代商贸工业，2017（19）：176-177.

[2]朱轶瑾，郑雯佳，何嘉超.高压电力电缆故障监测措施的相关研究[J].中国新技术新产品，2017（16）：27-28.

[3]叶良灿.高压电力电缆接地故障查找技术[J].通讯世界，2017（16）：116-117.

[4]李艳彬.电流在线监测和故障诊断技术在高压电力电缆护层的运用[J].电子测试，2017（17）：112-113.