高壓電力電纜接地故障查找技術分析

鄧海　程泓澤　王露霈　竇立偉　于昊燃

摘 要：城市化進程中，為滿足社會發展需求，高壓電力電纜成為區域供電的主要應用方式。但是由于高壓電力電纜外部環境較差，容易產生接地故障，影響區域供電系統穩定性。因此，本文結合高壓電力電纜接地故障原因，對高壓電力電纜接地故障查找技術展開分析。借此提高電力電纜故障查找效率，保障城市電力系統可靠運行。

關鍵詞：高壓;電力電纜;接地故障;查找技術

引言：

高壓電力電纜能夠改變城市用電條件，為社會經濟發展提供較多便利。但在高壓電力電力實際應用中，卻存在較多故障隱患。其中較為突出的是接地故障，對此，相關人員需綜合分析高壓電力電纜接地故障原因，積極落實電力電纜接地故障查找技術。因此，本文對高壓電力電纜接地故障查找技術進行研究，希望為相關從業人員提供技術借鑒。

一、高壓電力電纜接地故障原因

第一，機械性損傷。高壓電力電纜中，機械性損傷為常見故障類型，此種損傷占據故障總量的50%.機械性故障是指電力電纜在實際鋪設期間，以及后期運行期間，受外力作用，存在直接性的損傷[1]。比如施工損傷、外力磨損、自然損傷這類現象。損傷初期，高壓電力電纜故障并不明顯，但在損傷惡化后，會演變為明顯的接地故障。而造成機械性損傷的原因較為復雜，且難以被診斷。

第二，絕緣受潮。受高壓電力電纜應用環境制約，絕緣受潮與電纜所處環境息息相關。其中高空架設、地下敷設的電纜，都會在雨水、陽光等自然元素侵蝕下，使得電纜受潮，誘發接地故障。再者，若是電纜各端口密封性不足，同樣會存在受潮現象。具體表現為泄漏電流變大，絕緣電阻變低，導致電纜在熱損耗增加后，留下接地故障隱患。

第三，低阻、高阻接地故障。在高壓電力電纜相間的絕緣、相對絕緣被損傷后，絕緣電阻降低后，就會產生低阻接地故障。具體來說，相對絕緣電阻值小于150Ω后，視為低阻故障，故障點多位于電纜終端，且電纜特性絕緣阻抗大于相對絕緣電阻。若是電纜絕緣電阻較大，則為高祖故障，可分為閃洛性、泄露性兩種故障方式。電纜預試期間，泄露電流和試驗電壓呈正比，是泄露性故障的典型特點。而閃洛性故障，其特點在于故障點未能形成低阻通道，且絕緣電阻值較大。在具體試驗期間，電壓值升高時，泄露電流變大，若電流降低則泄露電流變化現象消失。

二、高壓電力電纜接地故障查找技術

（一）故障測距技術

1.電橋法

高壓電力電纜故障檢測中，電橋法應用效果較為明顯。此種故障查找技術，能夠針對性的找出高壓電力電纜中的低阻接地故障展開檢測，技術原理為電橋原理。電橋法查找接地故障時，會在電纜外部調節電阻阻值，并通過分析電阻阻值變化規律，使電橋兩端處于平衡狀態，以便于計算故障位置[2]。計算結果出現后，可根據數值、故障查找經驗，判斷高壓電力電纜具體故障點。在各類高壓電力電纜接地故障中，其中低阻故障較為常見，而電橋法在故障查找工作的應用，能夠有效提高接地故障處理效率。

2.低壓脈沖發射法

低壓脈沖發射法在接地故障檢查期間，屬于無損性查找技術。該技術可借助“低壓電流”窄脈沖信號的傳送，使信號進入高壓電力電纜內部，并且在接頭、信號短路點發出信號，而技術人員結合信號接收位置，了解信號反饋波形。在波形準確測量后，診斷接地故障，同時將故障信息反映至計算機系統中。以便于技術人員及時處理高壓電力電纜的接地故障。低壓脈沖反射法，在接地故障查找中，所反射波形可分為正波形、負波形兩種，可直接明晰短路點。在波形比較平緩時，故障點位置一般為電纜接頭部分，故障類型為低阻接地故障。高壓電力電纜故障查找中，低壓脈沖發射法應用范圍廣、頻率多，能夠有效監測電纜短路、斷路。同時在電纜長度測量中，區分電纜終端頭、T型接頭，以此明確接地故障點位置。但在低壓脈沖發射法實際運用中，技術人員還應標準信號波形的準確解讀，進而判斷故障種類。

（二）故障定位技術

1.聲波法

聲波法在高壓電力電纜接地故障查找中，可將聲波視為故障檢測工具，在聲波發射后判斷故障類型及具體位置。具體來說，電纜接地故障查找技術中，聲波發在故障查找中，會將高壓脈沖發射于電纜內，直至高壓脈沖抵達故障點[3]。之后，技術人員可根據聲波自身能量，擊穿故障的接地點，從而在短暫性聲響產生后，借助拾音器擴大聲響，以判斷故障位置。此種故障查找中的定位方法，在高壓電力電纜故障維修中較為實用，能夠迅速確定故障位置。多用于緊急事故、故障多發點的電纜故障查找，并且利用聲波定位故障，可確保故障點查找的高效性、準確性。

2.聲磁同步法

高壓電力電纜故障查找期間，聲磁同步法可用于高阻、低阻接地故障查找。此種技術的實施工具，一般為“高壓脈沖發射器”。利用該工具向電力電纜發射脈沖，可在脈沖發射后反饋故障點電磁信號。在此期間，技術人員還需使用高頻拾音器，以及電磁監測儀，及時獲取故障點聲音的反饋信息。此外，應用聲磁同步法時，為確保故障查找效果，相關人員還需結合此項技術優勢，選擇適用性強的故障類型，同時在相關儀器使用前，預先完成調式、校驗工作。

3.電纜燒穿法

相較于其他高壓電力電纜故障查找技術，電纜燒穿法在故障點檢驗、診斷中，可應對聲波、聲磁無法擊穿接地點，傳送故障信息的情況。電纜燒穿法可使用電纜燒穿設備，發射高壓電流，并且在電流發射后，誘發高壓電力電纜短路發熱，以此在電力電纜外部絕緣碳化、熱老化后，判斷電纜接地故障實際位置。除此之外，電纜燒穿法在各類接地故障查找技術中，其技術優勢在于它能夠適用于多種故障情境，使故障查找工作有序開展。比如，電纜燒穿法應用中，可通過觀察殘壓電流、電壓泄露等數據變化，有效判斷高阻故障。

三、結語

綜上所述，高壓電力電纜接地故障的查找效率，關系著城市用電的安全性及可靠性。在高壓電力電纜接地故障中，較為常見的故障原因包括機械性損傷、結緣受潮等。而在接地故障查找技術中，為確保技術人員工作效果，還應結合電橋法、聲波法等技術優勢，針對性的開始故障查找工作。

參考文獻：

[1]馮經緯.冶金企業高壓電纜異地相間接地短路故障分析及對策[J].冶金自動化，2019（2）：66-67.

[2]任成君.電力電纜故障分析與故障點定位研究[J].中國戰略新興產業，2017（12）：199-200.

[3]趙燕鵬，李傳東.35 kV電力線路單相完全接地故障位置的查找方法[J].電世界，2019（7）：112-115.