高壓電纜外護套故障探測方法

袁大玲 戚夢輝 韓磊 張承習(xí)

摘要：高壓電纜外護套一旦破損，外護套通過大地形成通路且受到電纜回路導(dǎo)體及鄰近電纜回路交變電場的影響，護套上的感應(yīng)電勢≠0，此時，電纜金屬護層上將產(chǎn)生環(huán)流損耗，從而影響電纜的載流量。并且，因金屬護層接地產(chǎn)生的環(huán)流將導(dǎo)致電纜發(fā)熱，加速電纜老化，影響電纜絕緣壽命。因此對電纜外護套破損故障進行探測就顯得非常必要。

關(guān)鍵詞：高壓電纜;外護套故障;探測方法

1高壓電纜一般故障類型

第一，斷線故障：在高壓電纜的運行的過程中，當(dāng)發(fā)生有一相或多相電纜電流不連續(xù)時，但經(jīng)過測量，電纜的絕緣電阻沒問題，這時很可能是電纜出現(xiàn)了斷線故障。第二，短路故障：顧名思義指電纜發(fā)生了短路，當(dāng)發(fā)生此種故障時，電纜的接地電阻值呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，如果接地電阻小于一百千歐，則為短路故障;若在一百千歐以外，則為短路故障。第三，接地故障：此種故障分為單相接地故障和多相接地故障，又根據(jù)發(fā)生故障時的電阻值的不同，分為低阻接地故障和高阻接地故障。第四，閃絡(luò)故障：如果電纜電壓過高，或高壓持續(xù)時間較長，可能出現(xiàn)瞬間絕緣擊穿的情況，就是閃絡(luò)故障。第五，復(fù)合型故障：當(dāng)電纜線路同時出現(xiàn)兩種及以上的故障并存時，稱為電纜的復(fù)合型故障。

2現(xiàn)場故障查找方法

2.1磁場干擾排除

外護套故障定位過程中，檢流計的平衡至關(guān)重要。但在故障電纜附近，往往運行有工頻大電流的其他線路，產(chǎn)生較大的磁場干擾。要想有效防止干擾信號對監(jiān)測的干擾，首先就需要對干擾信號的類型進行區(qū)別，然后在此基礎(chǔ)上制定有針對性的抑制措施。目前，較為有效的一種抑制方法就是提高試驗人員對干擾信號波形及其之間的區(qū)別能力，并相對全面準確的掌握高壓電纜局部放電的特征與電壓電流和時間規(guī)律等有關(guān)內(nèi)容，尤其是局部放電的電壓相位特征和電氣設(shè)備局部放電效應(yīng)。局部放電電壓相位特征是指造成高壓電纜局部放電電荷的趨向性。通常而言，許多高壓電纜絕緣層發(fā)生局部放電時，放電電壓的相位與零位都具有一定的特征，而許多局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)就是利用這一特征來實現(xiàn)對高壓電纜局部放電位置的監(jiān)測與定位。局部放電效應(yīng)是指電壓效應(yīng)和時間效應(yīng)，即局部放電電壓會隨著時間的變化而變化，即高壓電纜局部放電往往會隨著時間而呈現(xiàn)出某種共有的特征。利用這一點，也可以達到較好的在線監(jiān)測效果。

2.2多點故障處理

當(dāng)被試電纜外護套存在多點故障時，通常無法同時定位出來。檢測時一般優(yōu)先查找最嚴重的故障點，然后再逐點排查。對于同一回路三相電纜都有外護套故障時，由于沒有輔助電纜，高壓電橋法無法測量，此時可采用恒流源燒穿和脈沖定位法查找，效果顯著。

2.3穿管內(nèi)故障查找

對于電纜故障點位于絕緣穿管內(nèi)的護套缺陷，無法采用跨步電壓法，此時可測量絕緣穿管端部電纜外護套表面的電位分布，若兩端電位分布方向相反，可斷定護套缺陷在絕緣穿管內(nèi)。若穿管浸沒于水中，可測量水中電壓分布。要精確定位穿管內(nèi)部故障點位置，借助穿管工具，用萬用表測量管內(nèi)電纜表面電位分布，負電壓最大處即為故障點。

2.4跨步電壓平行檢測

對于電纜外護套故障的查找工作，一般情況下會采用電纜故障定位來進行檢測，但是由于電壓測量會存在一定的誤差，而且電纜總長度也由于一些外部因素的影響存在一定的誤差現(xiàn)象，所以導(dǎo)致對電纜故障的定位不夠準確，定位的不準確對解決故障直接造成了嚴重的阻礙影響。所以利用跨步電壓法能夠更加準確的對故障產(chǎn)生的位置進行定位，方便工作人員能夠及時的對故障進行定位并開展有效的解決辦法，保證電纜外護套不僅能夠安全運行，而且能夠延長其自身的使用壽命。利用跨步電壓法來查找電纜外護套中的故障，需要的基本設(shè)備就是高壓信號發(fā)生器、一套帶有探針的電位差計或者是毫伏表都可以，具體的故障查找方法就是在電纜金屬套與地之間加入高壓脈沖電流，在加入高壓脈沖電流之后，利用電位差計沿著電纜的所有路徑進行檢測和探測，這樣能夠?qū)㈦娎|的所有路徑中外護套能夠出現(xiàn)故障的地方進行嚴格的排查，能夠及時的發(fā)現(xiàn)故障所在地，并給予相對應(yīng)的解決措施?？绮诫妷悍ㄊ峭ㄟ^在土壤中找尋電勢的最低點、或者是跨步電壓的零點，利用這種方法，使得跨步電壓指示儀能夠保持在相對來說比較敏感、并且指針擺動幅度比較大的一個點，這樣才能夠?qū)﹄娎|外護套故障的地方進行準確的位置定位。在利用跨步電壓法找到電纜外護套故障的位置的時候，要立刻進行挖掘，將電纜外護套的實際情況進行檢測和分析，分析出現(xiàn)電纜外護套故障的原因，避免之后出現(xiàn)類似的故障。

3高壓電纜外護套故障新型定位裝置測量方法

傳統(tǒng)跨步電壓測試方法在排管敷設(shè)和頂管敷設(shè)方式中難以定位到故障點位置，主要原因有兩個：脈沖電流產(chǎn)生的跨步電壓信號無法到達地面，金屬探針無法探測出信號;金屬探針無法進入排管和頂管內(nèi)，無法直接在管內(nèi)探測跨步電壓信號。原因（1）受限于土建影響，難以通過解決此問題來實現(xiàn)精確定位。至于原因（2），可以通過利用一種替代金屬探針的裝置，進入排管或頂管內(nèi)探測故障點位置。電纜表面，兩個探頭相距1m，分別連接檢流計正負極。可通過檢流計指針擺動方向確定探頭與故障點位置關(guān)系，利用前置高清攝像頭可精確定位故障點位置，并清晰查看故障點性質(zhì)。某線路停電檢測，利用電橋初步定位故障點位于#4—#5接頭間一段排管內(nèi)，使用新型電纜故障定位裝置進入排管內(nèi)部，越往排管內(nèi)部，檢流計指針擺動幅度由大變小，當(dāng)檢流計指針幾乎為0的時候，通過攝像頭可以清晰看見排管內(nèi)部有白蟻的痕跡，基本排除是外力破壞造成的故障。

結(jié)束語

文章研究并分析了電纜外護套故障檢測及定位方法，高壓電橋法可將初步查找故障點，結(jié)合跨步電壓法達到精確定位。提出了將故障電纜與輔助電纜線芯短接或?qū)⒐收想娎|線芯接地有利于消除現(xiàn)場磁場干擾，平行移動探測棒至土壤中或用浸過鹽水的濕毛巾包裹探測棒采集跨步電壓信號等現(xiàn)場檢測方法，提高故障定位準確度，提升檢測效率。

參考文獻

[1]張建國，徐航，馬荔，李靜霞，劉麗，白雪峰.面向電纜故障檢測的布爾混沌時域反射法[J].工礦自動化，2016，01：35-39.

[2]柴玉華，鞏彥江，楊剛，王云鶴，張瀚予，劉自清.基于接地電流高壓電纜交叉互聯(lián)故障分析[J].電測與儀表，2016，01：96-100+116.