某發電廠中壓電纜外護套絕緣故障查找定位方法研究與應用

余加銀

【摘 ?要】中壓電纜是連接廠用配電系統的重要設備，在工程運營中經常發生金屬構件刺穿、磨損外護套引起絕緣破損造成電纜故障的案例。本文研究了幾種查找中壓動力電纜外護套絕緣故障的方法。利用該方法及時查找電纜缺陷并處理，可避免更嚴重的電纜擊穿短路事件發生，保證電廠安全穩定運行。

【關鍵詞】中壓電纜; ?外護套; ?故障查找定位

引言

隨著城市建設的需要以及我國電力電纜質量的不斷提升，越來越多的城市供電系統采用地下電纜供電。同時，由于路徑選擇簡單、空間布置方便，電力電纜在發電廠、變電所、廠房工礦等被廣泛引用。本文中某電廠中壓電纜主要用于廠用變壓器與中壓盤、中壓盤與中壓盤、中壓盤與應急柴油機、中壓盤與電機、中壓盤與6.6 kV/380 V變壓器等設備之間的連接，其可靠性直接影響著機組的安全和可用率，單臺機組的統計情況如下。

由于中壓動力電纜安裝在地下廊道、橋架等空間小、環境較惡劣處，加上自身重量和體積大、可彎曲半徑小，多處穿越防火墻、坑道等，在安裝和運行過程中與周圍橋架、螺栓、固定卡扣等極易刮碰、摩擦，造成電纜外護套損壞，甚至引起電纜受潮、絕緣層損壞、電纜擊穿短路等嚴重后果。本文主要研究中壓動力電纜外護套絕緣故障的查找方法。

1.中壓電纜結構

電纜的結構總體上由導體、絕緣層、半導電屏蔽層、屏蔽層和外護套5個部分組成。

（1）導體：是產品發揮其使用功能的主體構件，負責傳輸電力。

（2）絕緣層：是在導體外層起電絕緣作用的構件，既保證導體正常傳輸電力，又確保外界物體和人身安全。

（3）半導電屏蔽層：分為內半導電層和外半導電層，起屏蔽作用，消除絕緣層與金屬屏蔽層之間的間隙，用于改善金屬電極表面電場分布，提高絕緣表面耐電強度，避免尖端造成電場畸變、產生局放信號。

（4）屏蔽層：是一種將電纜的電磁場與外界的電磁場進行隔離的構件，主要為銅帶屏蔽。

（5）外護套： 是對絕緣層起保護作用的構件，由于絕緣材料要求具有優良的電絕緣性能，所用材料的純度很高、雜質含量極微，往往無法兼顧其對外界的保護能力，因此要求防護層能承受或抵抗外界（即安裝、使用場合）各種機械力，耐大氣環境、耐化學藥品，同時能防止有害生物侵入、減少火災危害。

典型的單芯中壓動力電纜結構如圖1所示。

2.外護套絕緣故障查找定位方法

中壓電纜的主要結構從外向內依次為外護套、銅帶屏蔽、主絕緣和導體。銅帶屏蔽起到隔離電纜內部電場、避免漏磁場造成周圍金屬構件發熱作用。在工程安裝中，為了避免屏蔽線中流過環流，一千米以下的中壓電纜銅帶屏蔽一般采用單點接地方式，即電纜一端屏蔽可靠接地、另一端懸空。 當電纜外護套破損后，屏蔽線通過破損點接地，造成屏蔽線兩端接地形成環流。

2.1注入電流法

當測量發現屏蔽線接地時，解除電纜終端的屏蔽線接地點并與地絕緣，從屏蔽線注入電流信號，則電流信號通過外護套破損處接地形成回路。外護套破損處與注入電流端之間可用電流互感器檢測到電流信號，其他區域則檢測不到電流信號。原理如圖2所示。

應用情況：該方法的電流發生器電壓低、注入電流小，一般用于外護套絕緣故障點穩定接地且接地電阻在20KΩ以下的接地情況定位，如金屬構件刺入外護套、外護套開裂與金屬搭接等情況。

2.2電壓降法

電壓降法是利用同路徑敷設的其他完好電纜進行電壓降對比，粗略計算出故障點位置。具體方法為：將開關K調到“1”的位置，調節直流電源E，使電流微安表有一定的指示值，測出電纜完好相與故障相之間電壓U1;而后再將開關K調到“2”的位置，再調節直流電源E，使電流微安表的指示值和剛才的值相同，測得電纜完好相與故障相之間電壓U2，由此得到故障點距離X，其中L為線路全長 ?X = 2L U1/（U1+U2）

應用情況：該方法中加在外護套絕緣故障點的電壓可以調節，可以應用于故障點高阻接地的情況，但該方法只能是粗略定位，需要配合精確定位使用。

2.3脈動電壓弧反射法

脈動電壓弧反射法是通過短時施加高壓脈沖信號，通過測量反射信號波形進行故障定位。即預先在完好電纜施加低壓脈沖信號，得到反射信號波形;再將脈沖信號施加到故障電纜上，此時會在故障點與大地間形成反射回路，與正常波形相比出現明顯分歧點，該點對應的距離即為預定位得出的故障點據電纜施加信號端的距離。

應用情況：脈動電壓弧反射法的脈沖電壓最高可達10KV，適用于各種中壓電纜屏蔽及鋼鎧絕緣低查找。尤其是在環境復雜、接地電阻非零電阻、閃絡性接地、不穩定接地的條件下該新方法更有優勢。

3.結論

通過對上述對中壓電纜外護套絕緣故障查找定位方法的分析，可以得出以下對比情況如下表，在現場工作中可以根據故障點的特點選擇對應的查收定位方法。

脈動電壓弧反射法 “脈動電壓弧反射法”突破傳統方法無法檢測外護套絕緣故障點非零電阻接地局限，通過聲光效應快速有效定位故障。且脈動電壓法放電能量可調，相比傳統方法不可控的電流能量更安全，降低造成電纜絕緣損壞可能。

4.結束語

針對中壓電纜外護套絕緣故障的不同特點，本研究提出的故障查找定位方法能夠十分可靠且有效、經濟、便捷的檢測出外護套破損點、銅屏蔽接地點，及時進行外護套修復處理，解決中壓動力電纜外護套破損的設備隱患，避免主絕緣損傷，保障中壓供電系統的可靠性和機組安全穩定運行。

參考文獻

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