高壓電力電纜的故障及診斷處理分析

徐林濤 左述鵬

摘 要：高壓電力電纜屬于大型電氣企業(yè)中的核心設(shè)備的組成部分，主要具有維護(hù)工作量小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，但是在電力電纜長時(shí)間的運(yùn)行過程中以及其他外界因素的影響，再加上檢修工作中存在的不規(guī)范操作，很容易使其出現(xiàn)故障問題，在對故障進(jìn)行診斷處理的時(shí)候，需要檢修人員快速、準(zhǔn)確的找到故障位置以及對故障的性質(zhì)進(jìn)行歸類，以便于高壓電力電纜能迅速的恢復(fù)正常運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜；故障；診斷處理

在電力系統(tǒng)中人們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)安全以及廠房布局、外觀美化方面的功能逐漸增加了對高壓電力電纜的應(yīng)用，它不僅能夠減少占地面積，還能夠提高送電的可靠性，便于后期電力維護(hù)工作的開展，但是在高壓電力電纜的運(yùn)行過程中還是會(huì)受到一些因素的影響，從而出現(xiàn)運(yùn)行故障，對故障發(fā)生的原因進(jìn)行正確的分析對于人們的正常生活生產(chǎn)活動(dòng)是非常必要的。

1 高壓電力電纜的故障原因

1.1 高壓電力電纜自身問題及超負(fù)荷運(yùn)行、機(jī)械損傷

自身質(zhì)量問題是高壓電力電纜發(fā)生故障的主要原因，在潮濕的環(huán)境中，電纜很容易進(jìn)水受潮，削弱其絕緣性，引發(fā)擊穿事故，對人們的生命和電氣設(shè)備安全產(chǎn)生威脅[1]。另外，在高壓電力電纜的運(yùn)行中，長期處于超負(fù)荷的狀態(tài)也很容易引發(fā)故障，在電力產(chǎn)量增加的同時(shí)供電負(fù)荷也逐漸加大，在日常的電力運(yùn)作中，如果存在電纜電壓選擇不合理或者有高壓突然竄入、外部環(huán)境惡劣等問題就會(huì)容易出現(xiàn)電纜故障，而且當(dāng)電力電纜的保護(hù)層受到腐蝕氣體的破壞或者靠近溫度很高的熱源的時(shí)候，電纜就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行問題，特別是處于高溫天氣的時(shí)候，電纜會(huì)出現(xiàn)過多的熱量，散發(fā)不及時(shí)會(huì)使電纜加快老化，破壞其絕緣強(qiáng)度，增加高壓電力電纜的安全隱患。由于機(jī)械損傷出現(xiàn)的電纜故障屬于最為常見的問題之一，主要包含在安裝過程中以及遭到外力作用、車輛碾壓等方式形成的電纜變形或者損傷，既會(huì)影響電纜的接頭狀態(tài)，還會(huì)使高壓電力電纜的絕緣性能降低。

1.2 高壓電力電纜的施工故障

安裝和施工不合理是造成高壓電力電纜故障最常見的一個(gè)原因，在電纜敷設(shè)過程中，施工人員沒有規(guī)范地進(jìn)行施工，會(huì)對電纜的使用壽命造成不利影響[2]。高壓電力電纜運(yùn)行中的施工故障一方面表現(xiàn)為電纜表面的破損，在電纜施工中如果操作方法不當(dāng)就容易使其表面出現(xiàn)破損，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致電纜內(nèi)部有水進(jìn)入，增加了安全事故的發(fā)生幾率。另一方面電纜接頭的密封性不好也會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障，在電纜的敷設(shè)中，如果工作人員對電纜中的接頭沒有進(jìn)行正確的密封處理，那么當(dāng)電力電纜處于潮濕的工作環(huán)境時(shí)就會(huì)有水分進(jìn)入其中，對電纜的絕緣功能造成破壞。如果電纜的長度比較長，在施工中容易出現(xiàn)兩個(gè)電纜的導(dǎo)體連接管處理不規(guī)范的問題，出現(xiàn)接觸不良的情況，而且在電纜上還會(huì)產(chǎn)生毛刺或者尖角影響使用。在電纜的敷設(shè)中還會(huì)因?yàn)楣ぷ魅藛T的隨意施工造成接頭處理不良的問題，比如在很短的距離之間設(shè)置幾個(gè)接頭，對其穩(wěn)定、安全的運(yùn)行影響很大。

2 高壓電力電纜的故障分類

在高壓電力電纜的運(yùn)行中主要存在閃絡(luò)故障、斷線故障以及接地故障、復(fù)合型故障這四種類型，閃絡(luò)故障通常是因?yàn)殡娎|長期在超負(fù)荷狀態(tài)下工作造成的，在高電壓的環(huán)境下容易出現(xiàn)擊穿的問題，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)高壓電力電纜可以及時(shí)對擊穿部位進(jìn)行封閉，其絕緣能力也可以緩慢的自我復(fù)原。斷線故障中電纜中的導(dǎo)體的絕緣性能都良好，但是導(dǎo)體的連續(xù)性上會(huì)存在一個(gè)或者幾個(gè)導(dǎo)體沒有連通的情況，這樣就會(huì)造成故障出現(xiàn)，常見的有單相斷線、二相斷線等形式。高壓電力電纜的接地故障是最常發(fā)生的一類問題，主要是發(fā)生電纜一相或數(shù)相的導(dǎo)體發(fā)生擊穿情況，從而引發(fā)的貫穿性的絕緣問題。而電纜的接地電阻主要有金屬性接地以及高阻、低阻的接地故障類型，主要是以100kΩ作為分界線的，發(fā)生這種故障的時(shí)候通常導(dǎo)體的連接狀態(tài)是正常的。另一類是復(fù)合型故障，只要電纜具備兩種或者兩種以上的故障類型都屬于復(fù)合型，比如接地?cái)嗑€、閃絡(luò)短路等都屬于復(fù)合型故障。

3 高壓電力電纜故障的診斷處理

3.1 高壓電力電纜故障的測聲法診斷

測聲法是指按照高壓電力電纜發(fā)生故障時(shí)發(fā)出的放電聲音來尋找故障源的一種方法，這種檢測方法在電纜的芯線發(fā)生閃絡(luò)放電故障的查找中比較適用[3]。在對高壓電力電纜實(shí)行測聲時(shí)需要用到直流耐壓的相關(guān)設(shè)施工具，這種設(shè)施可以給電纜中運(yùn)行的電容器充電，使其能夠達(dá)到相符合的電壓值，這時(shí)檢測設(shè)備的放電間隙就會(huì)給故障發(fā)生位置的線路實(shí)行放電，而故障線路轉(zhuǎn)而就會(huì)對絕緣層進(jìn)行放電，而且會(huì)出現(xiàn)“滋滋”的聲音，對那些在平地上的電纜檢測可以直接進(jìn)行測聲法診斷，當(dāng)高壓電力電纜被設(shè)置在地下的時(shí)候，首先應(yīng)明確其具體方向，保持周圍環(huán)境的安靜，借助醫(yī)用聽診器或助聽器等音頻工具進(jìn)行檢測，將工具貼近地面，按照電纜的敷設(shè)方向進(jìn)行查找，當(dāng)出現(xiàn)“滋滋”聲時(shí)就表示找到了故障所在，這種方法的使用過程中，工作人員需要尤其注重自身的安全，可以通過在電纜末端或者設(shè)備末端采取監(jiān)視的方法來保障其人身安全。

3.2 高壓電力電纜故障的電容電流測定法

高壓電力電纜在運(yùn)行中，其芯線對地和相鄰芯線之間存在很大的電容，這些電容在電力電纜中分布均勻，電纜越長電容量越大，電容電流測定法可以準(zhǔn)確檢測出電纜芯線斷線的故障點(diǎn)[4]。在電容電流故障檢測方法的應(yīng)用中需要準(zhǔn)備一個(gè)交流的毫安表以及一個(gè)電壓表、一臺單相的調(diào)壓器，在檢測過程中應(yīng)該先使用毫安表對電力電纜每一相的芯線電容電流數(shù)值進(jìn)行測量，包括首端與末端兩方面的數(shù)值，然后對故障芯線與運(yùn)作良好的芯線兩者之間的電容比進(jìn)行計(jì)算，按照具體的計(jì)算數(shù)值來對高壓電力電纜芯線中出現(xiàn)的大體斷線位置進(jìn)行基礎(chǔ)性的判定。使用電容量的運(yùn)算公式可以得到相應(yīng)的結(jié)果，那就是在頻率以及電壓穩(wěn)定的狀態(tài)下，電容量與電流的數(shù)值是成正比的，而且高壓電力電纜中的工頻也是恒定的，那么在這種方法進(jìn)行故障的診斷中，使電壓數(shù)值保持恒定就可以了，那么，其中計(jì)算電容電流之間的數(shù)值比就是，電纜芯線斷線位置的電容量和正常芯線電容量的數(shù)值比，需要注意的是保持電纜長度的準(zhǔn)確性，對電流數(shù)值的讀取也要正確，可以減少結(jié)果的誤差。

4 高壓電力電纜故障的預(yù)防對策

根據(jù)高壓電力電纜故障產(chǎn)生原因來進(jìn)行探究，為了提高電纜運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，有效地降低故障的發(fā)生概率，故障診斷人員應(yīng)采取合適的措施進(jìn)行故障預(yù)防，使得高壓電力電纜的使用壽命能夠得到延長，使其運(yùn)行也能夠保持在穩(wěn)定、良好的狀態(tài)之下。在實(shí)際的電纜電纜管理工作的開展中，需要加強(qiáng)對電纜的日常維修，對具體的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行記錄進(jìn)行歸檔，增加安全檢查的次數(shù)，對于那些經(jīng)常出現(xiàn)故障的位置，應(yīng)該適當(dāng)?shù)脑黾訖z查次數(shù)。此外，還應(yīng)該強(qiáng)化企業(yè)各部門間的交流聯(lián)系，通過開展協(xié)調(diào)會(huì)議來對高壓電力電纜的施工位置及注意事項(xiàng)進(jìn)行明確，達(dá)到施工團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，在施工中加強(qiáng)對電力電纜設(shè)施的保護(hù)。

5 結(jié)束語

高壓電力電纜在直埋的過程中其具體的條件會(huì)受到通道周圍的環(huán)境的影響，電纜發(fā)生故障的幾率比較大，而且具體的故障查找起來比較難，通過對電力電纜的故障進(jìn)行分析了解，可以更加準(zhǔn)確地對故障的性質(zhì)進(jìn)行判斷，從而使用適當(dāng)?shù)奶幚硎侄?，及時(shí)地找到故障位置，可以有效地減少電纜線路的停電時(shí)間，使得高壓電力電纜能夠以更加安全、穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]卞佳音.高壓電力電纜故障監(jiān)測技術(shù)的研究[D].華南理工大學(xué)，2012.

[2]吳宜文.高壓電力電纜故障的起因診斷和處理[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2012，3：173-175.

[3]何小俊.高壓電力電纜故障分析及診斷處理[J].機(jī)電信息，2014，12：22-23.

[4]邢海文.電力電纜故障診斷技術(shù)的研究[D].廣西大學(xué)，2005.