220kV電力電纜線路的維護及故障檢測技術分析

俞駿，徐甍，徐凱，孫柯，吳寅雄

（無錫供電公司，江蘇 無錫 214000）

220kV電力電纜線路的維護及故障檢測技術分析

俞駿，徐甍，徐凱，孫柯，吳寅雄

（無錫供電公司，江蘇 無錫 214000）

在中大型城市里，電力電纜的主流已經被220kV輸電線路所占據。目前，由于架設輸電線線路的距離長，地形復雜，氣候莫測和其他人為因素等原因，電力電纜線路從設計到安裝再到維護都有很大的困難，本文著重討論了220kV電力電纜線路維護方法以及相關的故障檢測技術。

工業化；電力系統；220kV輸電線路；維護；檢測

現如今用電量的需求大幅增加，同時對輸電線路的負荷量、耐用性和穩定性等方面提出了更高的要求，為了能滿足需求，工程師們設計出了220kV電力電纜線路，并給出了較好的施工方法、維護方法以及檢修方法等。

1 電力電纜系統的發展背景

輸電線路是電網系統運行的命脈，同時220kV電力電纜系統已經成為各大地區變電工程的主流系統。220kV戶內變電站由于采用了電纜入地的出線方式，而對于某個地區而言，地下空間資源又非常有限，這就帶來了線纜交錯、布線困難等問題，比如經常在實際工程中出現的施工破壞電纜，電纜相互干擾等現象，都是源于輸電方式本身的局限性。高壓電力電纜故障一般包括機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質和質量缺陷等。因此，科學合理地選擇線纜種類，敷設和接地方法非常重要。

2 220kV電力電纜線路的布置和安裝

2.1 電力電纜選擇及接地方式

一般而言，電力電纜線路是需要長時間保持聯通狀態的，應該具有較高的可靠性。實際工程應用中按需求配有多種不同的線纜類型，例如按使用途徑可分為控制電纜、礦用電纜、架空電纜等類型，表1給出了不同用途電纜的相關特性。而國內外目前大都采取銅芯電纜，至于實際應用中的線芯材質和截面積等參數的選定，都必須根據實際需求來合理選擇，兼顧實用、安全和成本等因素。

2.2 電纜敷設

目前較為常用的幾種電纜敷設方式包括：排管、直埋、電纜隧道、電纜溝和電纜架橋等。實際施工過程中會根據地形來恰當選擇敷設方式，同一個工程中組合使用多種電纜敷設方法都是很常見的。下面介紹了總體敷設的原則。

（1）在豎井內敷設的電纜，中間不應有接頭。如豎井太深，應將電纜接頭部分設置在中段水平巷道內；（2）在鉆孔中敷設電纜時，應將電纜緊固在鋼絲繩上。鉆孔不穩固時，應敷設保護套管；（3）在水平巷道的個別地段必須沿底板敷設電纜時，應用非可燃性材料覆蓋。不應用木材覆蓋電纜溝，不應在排水溝中敷設電纜；（4）在排管中敷設或直埋電纜時，為方便電纜敷設，應考慮在電纜轉彎處設置轉角井，在電纜敷設較平直的路徑上，每隔100m左右設置一個直線井，井內預制支持導向輪，輸送機用的支架或基礎，方便施工安裝。

2.3 電力電纜附件布置

220kV電力電纜的支架，一般選用鋼制支架，中間接頭一般都會設置有玻璃鋼防水外殼，同時配有專門的電纜接頭工井。

電力電纜終端。一般來說有干式硅橡膠終端、瓷套式終端和GIS終端等。根據實際情況，采用不同的終端，一般來說在電纜與架空線路相連接時電纜上鐵塔，會采用干式硅橡膠終端；在敞開式變電站進線構架處通常采用瓷套式終端；而在GIS變電站內，則是采用GIS電纜終端出線。

表1 不同使用途徑的電纜相關特性

3 影響220kV電力電纜正常工作的因素

3.1 自然因素

就自然因素來說一般包含水災、火災和地震等不可抗力因素。每當有較連續的雨季來臨前，工程人員必須提前檢查電纜防水情況，同時對于火災等小概率災害也必須做到周期性巡檢，包括檢查按規定在電纜沿線布置的防火設施是否齊全，盡量避免電纜線路受到損害。

3.2 人為因素

人為因素一般以偷盜和破壞兩種情況為主。前者是人為盜竊電力電纜系統元部件，對于這種情況需要加大監管力度，嚴厲懲罰；后者主要是一些工程活動，比如爆破、挖掘和穿透等等，無意中對電纜造成損壞，這種情況需要電纜系統管理人員提前和有關施工方溝通好，確認施工方案，同時要派人做好現場維護工作。

4 220kV電力電纜線路的相關故障檢測技術

4.1 故障原因分析

電力電纜系統的故障從物理原因上可以分為低阻（短路）和高阻（斷路、高阻泄漏、高阻閃絡）。發生故障的根本原因則包括機械損傷、電纜腐蝕、絕緣性能下降以及長期超負荷工作導致薄弱處和接頭處擊穿等。

4.2 故障查找方法

一般來說，當高壓電力電纜出現故障以后，我們可以采用先進的多次脈沖檢測手段，去測試故障的波形，然后對反饋的波形進行分析確定故障發生的精確位置。還有聲響檢測法，這種辦法通常是對接頭故障進行排查，確定故障是否發生在接頭位置。還可采取外保護套故障排除法，電纜保護層在正常使用過程中的電阻一般為零，但是在出現故障之后，保護層的電阻就會發生變化，利用此原理，對電纜的保護層進行電阻測量，利用各個階段的電阻差值，來確定故障發生的大致范圍，在大致范圍得到確定后，再進行精確的檢測方式確定故障發生的精確位置。

低壓脈沖法使用前需要假設故障是屬于低阻、開路或短路故障，將脈沖信號輸入測試端口，傳達到故障點時由于阻抗失配，從而形成反射，根據傳播的時間和信號速度來計算故障和檢測點的距離， S=1/2×?t ×v。同時可以由反射脈沖的極性來判斷故障性質，與發射信號同極性則為開路型故障，與發射信號反極性則為短路或低阻型故障。

如果故障點處電阻較大，普通低壓脈沖沒有能檢測到的發射信號，那么可以換用高壓脈沖信號（沖閃），使之產生閃絡性放電，進而發生電壓設備突跳，利用突跳電壓信號的來回反射計算故障距離。

除了上述幾種時域反射檢測方法外，還有電橋法、電磁感應法等。

5 220kV線路定期巡檢和宣傳工作

相當多一部分輸電線路被損壞是由于監督不力，沒有及時發現存在的問題，拖延更換問題設備，拖延修復輸電線路，導致輸電系統出現故障。

首先是對電纜本體的巡查，要求電纜無損傷、無異常發熱、無異常形變，線路上無異物以及電纜不能浸沒在水中等等；電纜附件的巡查一般電纜附件上必須無異物，密封性良好，無發熱等異常狀況，同時還要檢查各部件的電氣連接是否正常，終端頭帶電裸露部分之間以及其和接地部分之間的距離要符合要求，和電纜本體要求相同，也不能被水浸沒；輔助設施的巡查。這里包含了抱箍、回流線和交叉互聯系統等，要求各部件之間接觸牢固，同時不能有異常狀況；同時維護人員必須定期對負荷電流進行監控，不允許超過臨界值，有負荷過大的情況出現時，應該聯系調度人員進行減負工作，還要定期用紅外測溫儀對電纜中間頭、終端頭接線端子進行測溫，如果有溫度異常要及時上報并處理。

最重要的是應該做好組織宣傳工作，呼吁大家共同保護輸電系統，強化責任意識，提高基本素質。減少人為因素對輸電線路的破壞，盡量避免惡意破壞線路的行為，同時要通過法律手段來懲罰破壞輸電線路的行為。

6 結語

如今220kV電力電纜輸電已經成為大中小城市的主流輸電方式，日益提高的物質需求對輸電線路最大負載、耐用性和穩定性提出了更高的要求。

電纜線路由于其距離長、地形復雜和氣候多變等特性存在很高的維護難度，因此加強對輸電線路的維護就顯得非常有必要。維護方式主要從防自然災害、減少人為破壞、定期更換設備和加強宣傳保護輸電系統的力度等方面著手。輸電線路的故障檢測方法也非常重要，科學的檢測方法可以降低排查故障的時間成本，幫助電網維護人員更快更準確地鎖定故障，最終減輕損失。總體來說，應該加大監察和宣傳力度，呼吁全社會共同保護輸電網絡，培養責任意識，降低人為損失，讓電力電纜線路始終保持健康的工作狀態。

[1]陸飛． 220kV電力電纜線路的設計及施工思路問題研究分析[J]．科技與企業,2013,22:225-226．

[2]江暉． 220KV電力電纜線路的設計和施工思路問題探析[J]． 科技展望,2015,34:93．

[3]田云,王強． 220kV電力電纜線路的設計及施工思路問題研究分析 [J]． 科技與企業 ,2015,06:160．

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1671-0711（2017）10（下）-0172-02