高壓電力電纜接地故障查找技術(shù)的分析

摘要：本文主要分析高壓電力電纜接地故障原因，并且根據(jù)實際情況，闡述高壓電力電纜接地故障查找技術(shù)，旨在為高壓電力事業(yè)和諧、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，提供部分參考價值。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜;接地故障;查找技術(shù)

引言：

高壓電力電纜敷設(shè)條件較為特殊，一般位于地下。因此，接地故障發(fā)生之時，要想快速檢修，精準(zhǔn)定位不太容易。這就需要工作人員，充分明確高壓電纜接地故障的詳細(xì)原因。并且，可以扎實掌握查找接地故障的核心技術(shù)，進(jìn)而可以采用相應(yīng)檢測方法，及時查找、迅速定位，明確故障點位，展開精確維修，確保高壓電纜正常運(yùn)行，穩(wěn)定供電。

1.高壓電力電纜接地故障原因

1.1其他施工活動的影響

高壓電纜在施工過程中，為確保電力安全，一般完整敷設(shè)于城市地下。但是，城市地下空間有限，管道復(fù)雜，高壓電纜敷設(shè)完工之后，其周邊位置仍然需要再次挖掘，展開施工活動。因此，電纜的損壞可能性隨之加大，極易因為不當(dāng)操作，致使電纜接地故障。

1.2接地線的焊接不牢靠

高壓電纜施工過程中，制作接頭的工序較為簡單、便捷。因此，這也導(dǎo)致此項工序中，施工單位不能提高安全意識，往往隨意焊接，違規(guī)操作，質(zhì)量較差。另外，部分施工人員，技術(shù)水平薄弱，擔(dān)心電纜絕緣因焊接而燒壞，便以簡易綁扎代替焊接，致使高壓電纜的銅帶屏蔽層和電纜接地線部位松動，使整個電纜存在安全隱患[1]。

1.3高壓電纜自身無接地

高壓電纜在部分地方區(qū)域，由于條件限制，自身沒有接地。例如，礦區(qū)、煤井等特殊地質(zhì)，高壓電纜的接地網(wǎng)一般屬于電纜護(hù)套和屏蔽層的復(fù)合，因此意外脫落的電纜接地線或偶然開裂的電纜屏蔽層，都會造成電纜接地故障。

1.4高壓電纜質(zhì)量不合格

銅帶屏蔽層在高壓電纜中的應(yīng)用，一般為三芯或單芯。因此，電纜在生產(chǎn)過程中，必須采用銅焊技術(shù)或熔焊技術(shù)對銅帶連接有效固定，才可符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。但是，部分廠家在實際生產(chǎn)之時，仍然將錫焊工藝作為電纜制作手段，搭接之后，再用塑料袋子黏貼固定，這種生產(chǎn)方式，顯然不符標(biāo)準(zhǔn)、不負(fù)責(zé)任，致使高壓電纜在日后運(yùn)行中，存在巨大接地隱患。

2.高壓電力電纜查找技術(shù)分析

2.1電橋法

電橋法的檢測依據(jù)以雙臂電橋原理為主，精確短接高壓電纜非故障相和故障相，使連接回路處于封閉狀態(tài)。同時，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)位置在電橋雙臂上的電阻器。這是因為要想快速確定故障位置，需要平衡電橋狀態(tài)，使位置在電橋雙臂上的電阻器具有相等數(shù)值的乘積，隨后根據(jù)電阻與電纜之間的關(guān)系，以正向比例，準(zhǔn)確查找故障距離，定位相應(yīng)具體點位。根據(jù)高壓為10kV的某電站電力電纜為例，以數(shù)值200m作為測量長度，型號為ZQ20-3×240+1×120。這段輸電高壓線路出現(xiàn)故障警報信號，運(yùn)行輔助自動裝置也立即跳閘。維修人員通過故障日志比對，預(yù)先判斷這段輸電高壓線路屬于斷線故障。在此基礎(chǔ)之上，為查找確定位置，維修人員便可利用電橋法，將這段輸電高壓線置于專用儀器中進(jìn)行測試，最終確定這段輸電高壓線于173m處發(fā)生斷線故障，需要緊急修復(fù)。此后，維修人員深入挖掘，詳細(xì)檢查，現(xiàn)場確認(rèn)電橋檢測與故障位置的結(jié)果一致[2]。

2.2直閃法

直流高壓閃絡(luò)檢測法，即直閃法。這種檢測方法，主要應(yīng)用于閃絡(luò)擊穿故障測量方面，具有顯著成效。檢測的具體過程為，應(yīng)用專項檢測設(shè)備在電纜直流電壓陸續(xù)升高之后，于形成電阻通道和電阻高值之前，施加于高壓電力電纜之上同步進(jìn)行檢測。通過此項操作，高壓電纜所承受的高壓負(fù)荷便會在特定數(shù)值突破極限之后，擊穿電纜故障點位，隨之電纜閃絡(luò)形成，在閃絡(luò)弧的作用下，令電纜電壓出現(xiàn)短路與開反射現(xiàn)象。通過直閃法檢測，在輸入端和故障點之間頻繁反射，便可消耗全部電能。

2.3沖閃法

沖擊高壓閃絡(luò)法，即沖閃法。這種檢測方法多用于測試高壓電纜閃絡(luò)故障，應(yīng)用范圍廣，具有較強(qiáng)普適性。沖閃法與直閃法的區(qū)別在于，沖閃法有一個放電間呈圓球形狀增加于電容器和電纜線之間。充電后的電容特定數(shù)值被電壓逐漸突破，擊穿放電便會發(fā)生在放電間。此后，高壓在一個瞬間附著于電纜線路時，擊穿放電便會發(fā)生在存在故障的電纜線路，并且通過輔助設(shè)備，為兩端位置迅速傳送電流電壓信號，工作人員要想在測量中有效掌握故障長度，只需在信號接收過程中，同步操作便可獲得最終數(shù)值。其中，電壓取樣法和電流取樣法是沖閃法較為常見的信號取樣方法，尤其是具有測試準(zhǔn)確、抗干擾強(qiáng)的電壓取樣法，在沖閃法測試過程中普遍應(yīng)用。

2.4聲波法

聲波法在故障形式為高阻型或閃絡(luò)型的檢測過程中應(yīng)用較多。此項方法，在測試過程中，為準(zhǔn)確定位故障位置，需要采取高壓脈沖發(fā)生器按照流程完成一系列檢測作業(yè)。具體表現(xiàn)為，需要工作人員為高壓電力電纜發(fā)射高壓脈沖，隨后故障位置接收到高壓脈沖，便會在瞬間將高壓脈沖釋放為擊穿接地點的巨大能量，伴隨聲響發(fā)出，拾音器會在預(yù)先安置的位置擴(kuò)大聲響，便于工作人員迅速找準(zhǔn)故障點位，展開立即維修。

2.5低壓脈沖法

低壓脈沖法主要應(yīng)用于斷路故障、短路故障、低阻故障的測試。同時，電磁波傳速和電纜長度，也可應(yīng)用低壓脈沖法進(jìn)行測量。此外，工作人員在此基礎(chǔ)之上，還可將高壓電纜的中間位置、終端位置、接頭位置，利用低壓脈沖法精確區(qū)分。測試的具體過程中，需要工作人員為高壓電纜提前注入低壓脈沖，隨后低壓脈沖針對高壓電纜的中間接頭、短路點以及故障點，會在傳播脈沖過程中形成脈沖反射，之后測量點將在脈沖反射的情況下有效接收反射信號，測量儀便會根據(jù)測量點所接收的反射信號進(jìn)行實時記錄，確保檢測結(jié)果的精度。另外，低壓脈沖法相較于高壓脈沖法應(yīng)用原理更加簡單，實現(xiàn)相對容易，同時這種檢測方法在測試采集的過程中，可以于液晶顯示屏上將低壓脈沖在高壓電纜中所采集的波形實時呈現(xiàn)出來。因此，工作人員在檢測過程中，對于高壓電纜各項內(nèi)部情況皆可明確掌握，但是低壓脈沖法不適合閃絡(luò)性故障和高阻故障。這是因為，低壓脈沖法只有較小反射脈沖，對這兩種故障不易探測。

2.6電纜燒穿法

電纜燒穿法在檢測過程中，需要應(yīng)用電纜燒穿儀器等專業(yè)設(shè)備，為故障高壓電纜相應(yīng)的發(fā)射高壓小電流，進(jìn)而使發(fā)熱短路狀態(tài)可以持續(xù)保留在高壓電纜中，促使高壓電纜在高熱作用下，外部絕緣層出現(xiàn)碳化和老化現(xiàn)象，便于工作人員將故障點位精準(zhǔn)、迅速找出。例如，某高壓電纜忽然發(fā)生跳閘故障，電纜C相為大概故障位置。為便于電纜維修，恢復(fù)電纜運(yùn)行，需要將故障點位及時查出。在此過程中，工作人員為判斷高壓電纜長度，首先應(yīng)用低壓脈沖法，得出1.8km的總長度值，這與電纜自架設(shè)之初的歷史數(shù)據(jù)十分一致，進(jìn)而可以判別高壓電纜發(fā)生跳閘是出現(xiàn)高阻故障。因此，需要應(yīng)用到電纜燒穿法，通過高熱將C相故障電纜燒穿，隨后工作人員科學(xué)控制殘壓電流預(yù)定范圍，通過認(rèn)真觀察殘壓電流和電壓泄露的實際狀況，便可精確找出故障點位。

結(jié)束語：

綜上所述，高壓電力電纜可為國家發(fā)展，社會建設(shè)輸入極具優(yōu)勢的電能，同時為確保環(huán)境美觀，民生安全，高壓電力電纜一般深埋地下。雖然，這在一定程度上可以便利于生活生產(chǎn)的用電需求，但是高壓電纜一旦出現(xiàn)接地故障，查找與檢修十分困難。這就需要發(fā)生故障時，工作人員根據(jù)不同類型選擇不同方法，將理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，精準(zhǔn)、快速、靈活的找出故障點位，避免發(fā)生電力事故，有效維護(hù)電力安全。本文上述內(nèi)容，因時間和范圍等不可控因素仍然存在諸多不足，以期在后續(xù)深入探討中逐步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝家鎮(zhèn). 高壓電力電纜接地故障查找技術(shù)分析[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品， 2020（19）：87-88.

[2]阮桂鑫. 10kV配電電纜線路故障分析及探測對策探討[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2019（24）：119-120.

作者簡介 ：王東（1989-）男，重慶人，本科，助理工程師、技師，研究方向：電纜運(yùn)檢