楊寶金

（江蘇紅峰電纜集團有限公司，江蘇 宜興 214251）

近年來，隨著我國電力技術的飛速發(fā)展，使得高壓電力電纜在各個地區(qū)的輸變電中得到了廣泛的應用。高壓電力電纜是一種新的輸電方式，其是一個復雜的系統工程，包含很多技術問題，一旦電纜在生產、施工、檢測等環(huán)節(jié)發(fā)生問題，在未來的使用過程中，就很有可能造成電纜的失效，從而對人們的生產和生活造成極大的影響，所以，需要正確地分析故障的原因，保障人們日常的生活和生產活動，防止事故的發(fā)生以及造成人員傷亡。

1 高壓電力電纜故障分類

高壓電力電纜在使用過程中，主要有四大類：閃絡故障、斷線故障、接地故障、復合型故障。閃絡故障一般是由于電纜長時間處于超載運行，在高壓環(huán)境中極易發(fā)生短路，在出現閃絡故障時，高壓電力電纜能夠及時地關閉故障點，并使其絕緣性能慢慢恢復。雖然導線的絕緣性能都很好，但由于導線的連續(xù)性，可能會有一根或多根導線不連接，導致導線發(fā)生斷裂，從而出現斷線故障。高壓電力電纜的接地故障是一種常見的故障，它是由一相或數相導體的導線產生的穿透情況，從而導致絕緣問題，其次，電纜的接地電阻分為金系接地和高阻低阻的接地故障。復合型故障是指出現兩種以上的故障，如接地斷線、閃絡短路等。

2 高壓電力電纜故障原因

2.1 高壓電力電纜的施工故障

高壓電力電纜的安裝與施工不當是導致其失效的主要因素之一，由于操作不當，很容易造成電纜表面的損傷，導致電纜的使用壽命受到了嚴重的影響，從而提高了事故的發(fā)生概率。在鋪設電纜時，若工人不對電纜的連接處密封不良，則在潮濕的環(huán)境下，水分會滲入電纜內部，使電纜的絕緣性能受到損害。其次，如果電纜的長度較長，在施工過程中很容易發(fā)生導線連接接頭不規(guī)范，造成接線不良，同時在電纜上也會有毛刺和尖銳的棱角。此外，在鋪設電纜時，由于工人的隨意施工，會導致接頭處理不當，例如，在短程內安裝多個連接點。這些都對其穩(wěn)定、安全運行有很大的影響。

2.2 高壓電力電纜自身的問題

由于材料自身存在的缺陷，會對電纜的性能產生很大的影響，從而導致在高壓下產生失效。通常，材料缺陷可歸結為包鉛包鋁、電纜附件制造、絕緣材料管理和保養(yǎng)不當等。包鉛包鋁時，紙面絕緣的裂紋、破損、破口、重疊空隙等是常見的常見問題。由于絕緣材料的管理與保養(yǎng)不當，經常會導致材料的受潮、老化，從而影響電纜的中端和端頭的質量。此外，高質量的生產技術和高質量的電纜是供電高質量、高安全、高穩(wěn)定性的重要保證。但是，在實際的生產中，由于生產廠家自身技術、工藝和設備的原因，造成了絕緣層雜質、屏蔽層之間出現凸起、屏蔽層厚度不均勻、纜線金屬套管密封性能差等問題。而在生產中出現的一些質量問題，在工程建設和使用中也會逐步暴露出來，而且問題會越來越多，最后導致設備失效，從而對高壓電力電纜的正常使用帶來很大的威脅。因此，要在生產制造、方案設計、工藝標準、施工程序、監(jiān)理規(guī)則、交接驗收等方面，確立高質量高壓纜線的生產和施工質量，從根本上解決因電纜本身的問題造成的安全隱患。

2.3 高壓電力電纜過熱

由于電纜內部和外部兩方面的原因，導致了電纜的超溫。高壓電力電纜的特性是長時間工作，長期負荷下的高壓電力電纜會產生超溫，導致電纜失效。在日常工作中，若出現電壓不穩(wěn)、有高壓突然進入或不正確的電壓，都會導致電纜的局部發(fā)熱，導致絕緣發(fā)生碳化。如果在密集的地方或隧道等通風條件差的地方，則會造成電纜的過熱，從而加快絕緣的破壞。

2.4 高壓電力電纜的機械損傷

機械損傷包括以下方面：直接外力損傷主要是由于電纜在挖掘、超重等方面受到的直接影響，如在運輸時因車輛振動引起的鉛鋁斷裂。敷設過程損傷是由于電纜無法經受過大的張力和撓曲，導致電纜保護層受到破壞。自然力損傷是由于長期鋪設電力電纜，由于本身的重力而發(fā)生的自然變形而引起的破壞。裝配過程損傷是由于在安裝纜線時，給纜線施加了很大的壓力，從而導致了損壞。

2.5 高壓電力電纜過負荷運行

由于特高壓、交流柔性傳輸等新技術在地區(qū)電網的互聯中得到了越來越多的應用，使得電網規(guī)模越來越大，結構也越來越復雜。為適應龐大的供電需求，尋求最大的經濟效益，現有高壓電力電纜的實際情況是超負荷運轉，許多電纜在使用后極少進行維修。負載流量是電纜的重要參數，當高壓電力電纜突然過載時，大量的電流倒灌會使導線溫度迅速上升，引起絕緣體的發(fā)熱、氧化、分解反應的增強、分子結構的改變等，從而加速老化，給線路帶來很大的安全風險。因此，要建立科學、合理的輸配電網絡，強化管理，科學、規(guī)范的調度，運用各種監(jiān)測手段對電網的負載進行全面的監(jiān)測，使其長期穩(wěn)定、高效、安全地運行。

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

診斷測聲法是根據高壓電力電纜在發(fā)生故障時所產生的放電聲來確定故障來源的一種方法。在進行高壓電力電纜的聲音測量時，需要使用直流耐壓設備，該設備可以為電纜中的電容進行充電，從而使其具有相應的電壓，此時，檢測裝置的放電間隙會使有故障的電線產生放電，從而使絕緣層產生“滋滋”的響聲。對于地面上的電纜探測，可以在地面上直接使用測聲方法進行診斷，首先要確定它的定位，使周圍保持安靜，并使用聽診器、助聽器等聲學儀器進行檢查，之后將儀器靠近地面，順著電線的方向尋找，如果有“滋滋”的聲音，那就說明他已經發(fā)現了問題。在使用該方法時，操作人員應注意自己的安全，要在電纜終端采用監(jiān)控手段，保證自己的人身安全。

3.2 高壓電力電纜故障的電容電流測定法

高壓電力電纜在使用過程中，芯線對地與鄰近芯線間存在較大的電容，這種電容在電纜中的分布是均勻的，隨著電纜長度的增加，其容量也隨之增大，而電容電流測量方法能夠精確地探測到斷開的線路。在實際應用中，需要準備一只AC 毫安表、一只電壓表、一臺單相調節(jié)器，在測試時，首先，要用毫安表對各相中的電源線電容值進行測量，其中包括電纜兩端的數據。其次，根據實際情況，對失效芯線和正常運行芯線的電容率進行計算，并根據具體的計算結果，對發(fā)生在電線上的大體上的斷線位置做出初步的判斷。通過計算電容的計算，得出了當電壓和頻率都處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電容與電流值呈線性關系，并且在高壓電力電纜中工作頻率不變，因此，用該方法對故障進行診斷時，只需將電壓值維持不變即可。此外，注意要保證線纜的長度和讀出電流的數值，能降低測量結果的錯誤。

4 高壓電力電纜故障的防范措施

4.1 做好高壓電力電纜工程設計

高壓電力電纜的失效不能僅僅作為事后處理，必須事先做好防范。針對高壓電力電纜的失效原因和故障類型，采取相應的預防措施，保證電纜的安全，盡量減少或避免發(fā)生故障，延長電纜的壽命。

高壓電力電纜工程的設計，包括額定電壓、載流量、線路走向、敷設方式等方面，這是確保高壓電力電纜安全運行的首要環(huán)節(jié)，并且在選擇電纜時，要根據相關規(guī)范和設計規(guī)范進行選擇。對于電纜的額定電壓，U0 值是一個很重要的數字，它的絕緣厚度和電特性測試值都由U0 決定，而不能單純用系統電壓來表達，要充分考慮網絡的接地模式和故障截斷時間。在同一系統電壓條件下，不同的電力網絡運行狀況下，線纜U0 的數值也是不同的。對于中線絕緣，應選用U0 值較高的電纜，并預留一定的絕緣余量，以保證系統的安全使用。在選擇電纜截面和流量時，應充分考慮天氣、溫度、電纜埋深等因素對電纜的影響。其次，多根電纜并排運行時，會產生大量的發(fā)熱，為了避免過高的工作環(huán)境溫度，降低電纜的負載，在進行設計時，要盡可能地少埋電纜，盡量采用電纜溝或隧道的形式。在線路走向上，應盡量避開強腐蝕、易受機械損壞、震動強烈區(qū)域、防止電纜的內護套受震動而產生疲勞，并盡量避開易燃易爆場所。此外，在電纜線路的設計中，要充分考慮防火、防火的問題，以避免電纜的著火，避免電纜的連接部位發(fā)生爆炸而引起的火災。

4.2 做好危險源管控

在日常工作中，操作人員要對轄區(qū)內的高壓電力電纜進行動態(tài)評價。預先判斷并阻止可能的機械及外力損傷及火災危險，并觀察暴露于戶外的電線是否會受到風吹日曬而導致絕緣老化。對電纜敷設周邊的潮氣濕度進行監(jiān)控，尤其是在多雨、雪的地方，是否會因潮濕而導致絕緣下降。另外，在使用高峰時段，應定期對線路的負載及電流進行監(jiān)測，以防止對線路的沖擊損害。

4.3 規(guī)范狀態(tài)檢修管理方法

操作者應嚴格遵守高壓電力電纜的有關規(guī)定，認真學習其相關的技術知識，熟練掌握操作規(guī)程，注意電纜的無負載變壓問題，保證電壓的穩(wěn)定，并且即使在空載狀態(tài)下，也能保證變壓器的傳輸電壓不變。通常，對高壓電力電纜進行檢修時，存在安全隱患，盡管有直流保護裝置，但操作不當還是會造成危險，因此，工作人員要嚴格按照有關規(guī)定進行操作，確保電纜運行的安全、有效。同時，在檢修中也要注意倒閘的問題，相關人員必須認真填寫倒閘作業(yè)單，嚴格按標準檢查設備進行維修工作，確保電纜的安全，有效的工作。此外，對終端的嚴格管理也非常重要。在實際運行中，適當釋放負載電壓，進行接地線的接地線時，應注意操作規(guī)范，合理使用設備和工具，以保證接線精度，促進后續(xù)的工作。定期安排維修人員巡視和維修，強化管理，并對每個員工實行責任制。

4.4 加強日常運行維護工作

正確的工作態(tài)度、過硬的技術素質、科學的工作方式是高壓電力電纜系統安全運行的根本保障。在發(fā)生故障前，應加強對高壓電力電纜的日常操作和維修，主要對電力電纜的操作進行監(jiān)控和巡視，這樣能盡早發(fā)現問題，將事故消滅在萌芽階段，就算出現問題，也能在最短的時間內，找出問題的原因，讓電力盡快地恢復。為了避免在纜線上方挖掘而造成電纜損壞，在開挖過程中，應由專業(yè)的電纜保護人員進行保護，并將相關的注意事項告訴施工人員。同時，要定期清理高壓電力電纜溝、終端頭和瓷套，如有積水、有空隙，應及時添加同等質量的絕緣材料。其次，如發(fā)現電纜外部局部有燒焦現象，應考慮有無外傷，并對其進行電流分析，若電流達不到要求，則要重新分配負載或全部換線。

5 結語

綜上所述，隨著社會的發(fā)展，電力的需求量越來越大，再加上安全、便捷、美觀等諸多因素的影響，高壓電力電纜的使用越來越普遍。高壓電力電纜是電力系統的關鍵部件，在使用過程中，會受到環(huán)境、化學、機械等方面的影響，從而導致各種失效，如果不能及時解決，將會對電力生產造成很大的影響，甚至會造成一場長時間的大規(guī)模停電。這不但會影響人們的日常生活，還會影響企業(yè)、社會的發(fā)展。因此，需要通過對高壓電力電纜故障的分析，找出故障的根源，采取相應的措施，保證電纜的正常工作，提高電纜的使用效率，從而保證高壓電力電纜的可靠性和安全性。