高压电力电缆接地故障的诊断

高压电力电缆接地故障的诊断

王玮

国网陕西省电力公司商洛供电公司 陕西省商洛市 726000

摘要：我国的经济发展已经进入了一个快速发展的时段，如果一个国家想要证明，国家经济实力，其中最重要的指标之一也是发电系统的运行效率。一般在高压电力电缆出现故障时会给当地的经济带来一定的阻碍。因此也可以说，要加大相关检修人员对故障排除的专业技能，培养他们高超的技术手段可以更快，更好地检测出故障的发生点，并给出相应的解决措施，这也能够对发电厂电力系统的正常运行提供必要的技术支持。

关键词：高压电力电缆；故障分析；故障试验

引言

电力系统建设中电力电缆的使用越来越普及。电缆的健康运行受多种因素的影响。会出现各种接地故障问题，导致电力供应中断，影响生产生活，造成经济损失。为此，要积极利用一些现有的仪器设备和原理、方法，对电缆的故障进行检测、诊断和排除，能够迅速使电缆恢复正常运营。

1高压电力电缆综述

电力电缆通常可以分为以下几个部分：第一，线芯。线芯能够在运行过程中用来输送电能，实现导电，因此线芯质量就是电力电缆的基础核心。第二，绝缘层。为了保证电力运行时的稳定性，需要通过绝缘层来将大地与线芯隔离，以此来降低安全风险。第三，屏蔽层。通常情况下，15KV以上的电力电缆通常会有绝缘、导体两个屏蔽层。第四，保护层。通过保护层能够帮助电力电缆免受外界杂质的影响，避免电力电缆在正常运行期间因为外力的影响而损坏。对于高压电力电缆而言，故障问题的处理非常关键，电力电缆因故障而导致的停电将会影响人们的正常生活与工作，而事故问题严重时则还有可能导致人员安全事故的发生。

2加强电力系统接地故障检修的重要意义

电力系统在接地方式方面有两种选择，一种是一点接地，另一种是两点都接地。我们知道，电力包括正负极。在正负极接地时，可能会产生误判的结果。尤其是在正极接地时，电力系统会判断成对接地的保护。就会出现跳闸等情况的发生。在通常情况下，跳闸线圈经常会被接到负极电源上。如果在整个电路的回路中发生接触不良时，就会被判断成电路故障，因此会产生跳闸。而当整个电路系统的负极被接地时，就会造成电路的短路，断路器将会启动发生电器被烧毁的情况，还有的甚至会将整个熔断器熔断[1]。

3高压电力电缆接地故障成因

3.1机械性损伤导致接地故障

在高压电力电缆的故障当中，一种十分常见的故障类型就是机械性损伤，这种损伤成因可以占到故障总量的一半以上。所谓机械性故障就是电力电缆在铺设以及运行过程当中受到了外力的作用，有直接外力损伤、施工损伤、自然损伤等。在当时并不会具有十分明显的表现，但是随着时间的推移，小的损伤慢慢恶化，最后变成了大的损伤。机械性损伤的成因较多，同时也难以发现。电缆要根据电力规程的技术要求，对电缆加强绝缘监督和巡查[2]。

3.2绝缘受潮

另外一种经常遇到高压电缆接地故障的种类就是绝缘受潮，该种情况跟电缆所在的极端条件具备非常关键的联系。不管是地下敷设电缆，还是高空架设电缆，因为长时间遭受雨淋以及地下水的侵蚀，加之电缆的终端接头以及中间接头的制作质量以及工艺具备一定的缺陷，密闭性不好，导致电缆会受到潮湿气体侵蚀，经年累月，电缆就会受潮，重点体现在绝缘电阻减少，泄露的电流增加，最终会使得电缆的热消耗增大，使得问题越来越严重，进而给电缆的故障产生埋下了伏笔。电缆的套管或接头的表面出现潮湿、脏污对于电缆的绝缘性能具备比较大的影响。为了防止电缆受潮，首先是要选取质量优良的电缆接头绝缘保护，其次是要在制作工艺方面追求精效，最后是要强化对于电缆的检维修以及巡查。

3.3绝缘老化

电缆在日常电、热的双重作业之下运行，乃至超负荷运行尤其是遭受过电压冲击时，其介质损耗都会加大，它的物理性能也会慢慢出现改变，使得其绝缘性能逐渐下降，电缆芯附近的绝缘材料将会伴随时间的发展逐渐老化，绝缘电阻也会降低，碾压水平降低，电缆的使用年限就会相应减少。绝缘老化该种类型的电力电缆接地故障非常常见，而且绝大多数都是出现在长期使用的电缆中[3]。

4高压电力电缆接地故障的有效诊断方法

4.1低压脉冲发射法

低压脉冲发射法检查高压电力电缆的接地故障是一种无损的查找技术。这项技术能够通过低压电流窄脉冲信号进行发送，这种信号在发送到了电力电缆当中之后，就会在信号短路点、接头以及短路点遇到发送出的信号，并且由于接收到位置的不同，在反馈的波形上就存在一定的差别。低压脉冲发射法在检测过程当中主要是利用了危及计算机的反射时间差，进行反射波形的测量，这种故障诊断的方式，实质上是利用电流的形式，将故障反映到计算机当中，能够有效提升电力电缆接地故障诊断的效率。一般来说，如果反射的波形为正波形，那么就是短路点，如果反射的是负波形，也是短路点，而反射出的波形较为平缓，并且是正负波形，那就意味着故障产生的位置是中间的接头部分，故障的特点是低阻故障。在电力电缆接地故障的低压脉冲发射法诊断当中，使用的范围与频率较广，在其中，针对电缆短路，断路以及低阻故障开展监测十分有效，并且还能够应用在测量电缆的具体长度以及区分T型接头和终端头的方面。低压脉冲发射法使用的过程当中，重点就是保证对于波形的解读，牢记不同波形代表的故障种类。

4.2电桥法

电桥法是对低阻接地故障开展检测的科学措施，该种措施可以对高压电缆中产生的经常遇到的低阻接地故障开展检测，所使用的原理就是电桥原理。使用电桥法进行检测，重点的诊断方法就是在电缆的外表开展电阻数值调整，利用电阻数值的改变来确保在电桥的两端具备一个均衡的状态，这样可以进行计算工作。在通过计算以后，根据数值以及以往的规律，就能够高效判别出高压电缆的故障具体位置。在高压电缆的接地故障类型中，低阻接地故障是经常出现的问题，电桥法的优点就在于应用比较便捷，工作效率比较高[4]。

4.3测声法

测声法在电缆故障诊断中的使用极为广泛，因为测声法能够通过声音情况来判断故障问题的所处位置。一般电缆出现故障时将会产生放电声，通过采集放电声便能够初步判定电缆故障的大致方位。但是因为测声法的局限性，所以其实际使用范围并不广泛。测声法在使用之前需要提前及进行准备工作，当电压数据达到既定数值之后，设备便会对故障部位的芯片进行放电，通过对放电声音位置进行检查便可以发现故障部位，此时便可以对其开展重点维护。通常测声法会在地面上进行使用，因为埋入地下的电缆其位置往往极为隐秘，如果使用这种方式针对埋入地下的电缆故障问题进行诊断，就需要提前了解故障问题的大致部位，然后紧贴地面进行查找。在使用测声法时必须严格遵循相关规范来保证检测效果，而且检测时还要重点关注安全问题。

结束语

综上所述，在进行高压电缆接地故障的诊断排除工作中，一定要可以掌握有关故障的形成原因以及实际的种类。高压电缆接地故障的高效诊断排除措施当中，每种措施都可以发挥出本身的优点开展诊断排除工作，但是应该结合实际状况开展分析与选取。有的特殊情形可以使用两种或者更多的措施才会更加精确。

参考文献：

[1]罗晓键.高压电力电缆接地故障查找技术[J].电子技术与软件工程，2017（6）：227.

[2]成志威.城市电缆线路绝缘故障诊断技术研究[D].长沙：长沙理工大学，2015.

[3]何文辉.浅谈城市高压电力电缆的保护方法及安全防范措施[J].企业科技与发展，2014（12）：34-36.

[4]钟圆美惠.基于带电检测技术的变压器和电缆故障诊断研究[D].南昌：南昌大学，2020.

作者简介：王玮(1984年6月8日)，男，汉族，陕西商洛，电缆技师，本科学历。研究方向：长年从事电缆运行维护，故障抢修，电缆施工，投运验收