高壓電力電纜故障分析及診斷處理

何小俊

（昆明冶研新材料股份有限公司，云南 曲靖655000）

0 引言

在城市中心地帶、居民密集區、工廠廠區內部等地方，考慮到安全、美觀和利于廠房布局等因素，高壓電力電纜線路在電力系統中的應用比例越來越高，其具有占地面積小、送電可靠性高、維護工作量少等優點。但是，在長時間的運行過程中，高壓電力電纜受到多種因素的影響，容易出現各種各樣的故障。正確分析高壓電力電纜的故障原因，快速找出故障點，確定故障位置，盡量縮短停電時間，對于企業正常生產和人們正常生活尤為重要。

1 高壓電力電纜故障原因

1.1 自身質量問題

自身質量問題是高壓電力電纜出現故障的主要原因，在潮濕的環境中，高壓電力電纜很容易進水受潮，影響其絕緣性能，發生擊穿事故，嚴重威脅著人們的生命和電氣設備安全。

1.2 過負荷運行

隨著產量的提升，供電負荷的增加，高壓電力電纜長期處于過負荷運行狀態。在日常運行過程中電纜電壓選擇不當或突然有高壓竄入，運行環境惡劣，腐蝕性氣體對電纜保護層的損害，電纜附近存在溫度高的熱源，尤其在高溫天氣過負荷時造成高壓電力電纜產生大量的熱量，會加快電力電纜的老化速度，都可能使電纜絕緣強度遭到破壞，存在很多的安全隱患。

1.3 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原因。在電纜敷設過程中，施工人員沒有嚴格規范地進行施工，會影響高壓電力電纜的使用壽命。施工故障具體表現如下：

（1）電力電纜表面破損。由于施工過程中的錯誤操作導致高壓電力電纜的表面破損，容易使高壓電力電纜內部進水，造成安全事故。

（2）中間接頭密封不好。在敷設電纜的過程中，施工人員沒有將電力電纜中間接頭密封好，在潮濕的環境中，水分很容易進入電力電纜的接頭位置，影響高壓電力電纜的絕緣性能。

（3）導體連接管接觸不良。在長距離的電纜施工過程中，施工人員沒有將兩個高壓電力電纜之間的導體連接管處理好，導致高壓電力電纜的導體連接管接觸不良，出現一些毛刺和尖角。

（4）電力電纜接頭設置不合理。施工人員在敷設電纜過程中存在較大的隨意性，高壓電力電纜中的接頭設置不合理，一些施工人員在高壓電力電纜相距很近的位置設置多個接頭，嚴重影響了高壓電力電纜的安全穩定運行。

1.4 機械損傷

機械損傷引起的電纜事故占電纜總事故的50%［1］。造成機械損傷的主要原因有安裝時損傷、直接受到外力損傷、施工車輛長時間的碾壓導致的變形損傷等，這些都會使電纜接頭和導體絕緣受損。

2 高壓電力電纜故障類型

常見的高壓電力電纜故障類型有閃絡故障、斷線故障、接地故障、復合型故障等。具體如下：

（1）閃絡故障。高壓電力電纜長時間處于過負荷運行狀態，很容易在高電壓下被瞬間擊穿，但是高壓電力電纜又可以迅速封閉擊穿通道，逐漸恢復絕緣性能。

（2）斷線故障。斷線故障是指高壓電力電纜的一相或者多相導體全斷或不完全斷線。

（3）接地故障。接地故障是高壓電力電纜最常見的一種故障類型，電力電纜的一相或者數相導體對地擊穿，發生貫穿性絕緣故障。電力電纜按接地電阻的大小可以分為金屬性接地、低阻／高阻接地故障，絕緣電阻低于10kΩ稱為低阻接地，高于10kΩ稱為高阻接地。

（4）復合型故障。復合型故障是指高壓電力電纜發生上述2種或者2種以上的故障。

3 高壓電力電纜故障的診斷處理方法

3.1 測聲法

測聲法是指根據高壓電力電纜發生故障時發出的放電聲音來尋找故障源的方法，測聲法適用于電纜的芯線發生閃絡放電故障的查找。測聲法要使用直流耐壓試驗機設備。直流耐壓試驗機設備首先對電纜中的電容器進行充電，當電容器到達一定電壓值時，試驗機的放電間隙對電纜故障位置的芯線進行放電，這時故障位置的芯線又會對電力電纜的絕緣層放電，并且發出“滋滋”的放電聲，對于在地面上的電力電纜，維修人員可以直接憑借聽覺查找故障位置；如果電力電纜被埋在地下，維修人員需要確定電力電纜的方向，然后在相對安靜的環境中，使用醫用聽診器或者耳聾助聽器等音頻設備，將聽診器或者助聽器放在貼近地面的位置，沿著電力電纜的敷設方向慢慢查找，如果聽到有“滋滋”的聲音，這個位置就是電纜的故障位置。使用測聲法查找高壓電力電纜故障源，維修人員必修要注意人身安全，安排專門的人在電纜末端和設備末端進行監視。

3.2 電容電流測定法

高壓電力電纜在運行過程中，電纜的芯線對地和相鄰芯線之間都存在著很大的電容，這些電容在電力電纜中均勻分布，并且電纜越長，電容量越大，電容電流測定法可以準確得測定出電力電纜芯線斷線的故障位置。電容電流測定法要使用1只0.5級、量程為0～100mA的交流毫安表，1只0.5級、量程為0～30V的交流電壓表，1臺量程為1～2kVA的單相調壓器。首先，使用交流毫安表測量出高壓電力電纜首端每一相芯線的電容電流值Ia、Ib、Ic，然后再測量出電力電纜末端每一相芯線的電容電流值Ia′、Ib′、Ic′，計算出斷線芯線與完好芯線之間的電容比，根據計算結果初步判斷出高壓電力電纜芯線的大約斷線位置。從電容量計算公式C＝I／（2πfU）［2］可以得出，在頻率f和電壓U不變的情況下，電容量C和電流I成正比，由于高壓電力電纜的工頻f是不變的，使用電容電流測定法測量時，只要保持電壓不變，電容電流之比就是電力電纜芯線斷線電容量和完整芯線電容量之比。設電纜全長為L，電纜芯線斷點距離為X，則Ia／Ic＝L／X，X＝（Ic／Ia）L，在測量過程中，測量電纜的總長度要精確，并且電流表讀數要準確，這樣最終測量誤差會比較小。

4 高壓電力電纜故障的防范措施

結合高壓電力電纜故障原因分析，為了確保高壓電力電纜的安全穩定運行，最大程度地降低故障幾率，我們要積極采取防范措施，不斷改善高壓電力電纜的使用壽命和運行狀態。

（1）要高度重視高壓電力電纜故障問題，安排專門的維護人員加強對電力電纜日常運行的維護檢修，對電纜的運行參數制定詳細的檔案，定期進行安全檢查，加強高壓電力電纜施工管理，對于電纜的故障頻發地點，增加維護人員的日常巡檢，嚴格落實責任制度。

（2）加強公司各個部門之間的溝通聯系，積極通過協調會議，明確高壓電力電纜的施工位置和注意事項，全面協調所有的施工部門，在施工過程中注意保護電力電纜設備。制定完善的危險點控制和辨別方案，在一些危險位置安排專門的技術人們進行監護，定點、定時進行巡查［3］。

（3）高壓電力電纜施工單位要做好技術交底工作，每天施工之前都要明確作業內容和作業任務，加強電力電纜的安全管理，確保施工質量。

（4）在公司進行安全宣傳，提高大家的安全意識，使大家明確知道破壞高壓電力電纜的危害性。

5 結語

高壓電力電纜作為電力系統的重要組成部分，在長時間的運行過程中，故障率會很高，并且故障查找比較復雜。通過分析和研究高壓電力電纜的故障原因和故障類型，選擇合理的診斷方法，積極采取有效措施，快速找出故障位置，對不斷提高高壓電力電纜的運行可靠性有重要的意義。

［1］王愛華.高壓電力電纜故障檢測技術的研究［D］.大連理工大學，2009

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

［3］袁鴻鵬.一起高壓電力電纜故障原因分析及防范措施［J］.科技信息，2013（35）