基于高壓電纜接地故障的排除分析

曾兆杰 潘春翔 劉潭

湖南省送變電工程有限公司 湖南長沙 410000

高壓電力電纜位于城市地下位置，基于其敷設的特殊性，高壓電力電纜發生接地故障時，不太容易查找與檢修。所以，相關電力工作人員十分有必要了解高壓電力電纜發生接地故障的原因，并掌握相關的查找技術。在高壓電力電纜出現接地故障時，難夠精確地查找出相關故障點，提升高壓電力電纜的實際運行效率[1]。

1 電力系統中單相接地特征

①不完全接地，監視電壓表顯示有故障的一相電壓降低，另兩相電壓升高大于相電壓；②完全接地，監視電壓表顯示故障相電壓為零，另兩相電壓等于線電壓；③穩定性接地則監視電壓表指針的不擺動，如果指針表不停擺動，那么就是間歇性的接地，會出現打火現象；④中性點經消弧線圈，裝設了中性點電壓偏移電壓表的時候，當出現不完全接地時可看到一定指示值，當出現完全接地時電壓表指示為相電壓，消弧線圈接地報警的指示燈會亮；⑤在運行過程中還可能發生弧光接地現象，此時非故障相會產生很高的過電壓，會引起電壓互感器熔芯燒斷乃至會燒毀電壓互感器。當前的電力系統很多都安裝了單相接地選線系統，系統中一旦出現被監測的設備有高壓單相接地，該選線系統能及時發出報警且能準確判斷出故障地點，如果出現多個報警點，一般報警電流大的一路發生接地的可能性較大。在電力系統運行過程中，有一種現象與單相接地極為相似。當PT柜電壓互感器有一相高壓熔芯燒斷也會發出接地信號，但認真排查會發現，燒斷熔芯的故障相對地電壓同樣會降低，但另兩相電壓不會升高，線電壓則會降低，此時更換熔芯后接地信號即可消失。此類現象不是真正的接地故障[2]。

2 基于高壓電纜接地故障的排除分析

2.1 二次脈沖法

該種高壓電力電纜接地故障查找技術又被稱為高壓弧反射法。通過該種方式能夠對所發生故障的位置進行預定位。主要是利用電容放電，促使高壓電力電纜的末端波形運動軌跡呈現出來；這時相關工作人員通過在高壓電力電纜上配置高壓沖擊器，即可對脈沖反射儀進行有效輔助，從而對高壓電力電纜接地故障點進行準確檢測。該種方式能夠對電纜的脈沖波進行有效感知，如果在高壓電力電纜的故障位置出現電弧，時域反射儀器即可將波形軌跡自動顯現出來，這時工作人員即可根據時域反射儀器所呈現的結果對高壓電力電纜接地故障點進行準確查找和確認[3]。

2.2 高壓測試法

該種高壓電力電纜接地故障查找技術也較為常見，其可根據電纜故障的形式進行劃分，主要分為兩種：①直閃法。該種方法是通過對電容兩端施加電壓，促使高壓電力電纜故障點被擊穿，這時相關工作人員即可通過對故障點擊穿時所形成的脈沖電流波形進行觀察，準確地查找到高壓電力電纜接地故障的位置。②沖閃法。該種查找方法主要適用于高阻接地故障以及閃絡性接地故障中，主要是通過加大電容器的電流電壓，促使電容器向高壓電力電纜持續放電，直至高壓電力電纜擊穿出間隙；這時，相關工作人員只需對返回的擊穿脈沖信號進行分析即可查找到高壓電力電力的故障點。該種方式不但操作簡單，而且操作起來也比較安全，方便相關工作人員進行觀察，是進行高壓電力電纜接地故障查找中較為常用的查找技術。

2.3 電纜燒穿法

在對高壓電力電纜接地故障進行查找的過程中，如果相關工作人員利用聲波法以及聲磁同步法進行實際操作時無法實現瞬間擊穿接地點，那么就需要利用電纜燒穿法對高壓電力電纜節點電阻進行適當調整。當高壓電力電纜節點電阻降低時，相關工作人員再利用聲波法或聲磁同步法即可準確查找到故障點。該查找技術的工作原理主要是利用電纜燒穿儀器向發生故障的高壓電力電纜發射高壓小電流，這時高壓電力電纜就會發生不間斷地短路發熱，從而促使外部絕緣熱老化以及碳化程度更加明顯，相關工作人員即可據此準確查找到高壓電力電纜的故障發生位置。

2.4 沖閃法

沖閃法又稱沖擊高壓閃絡法，它的測試范圍很廣，適用很多高壓電纜閃絡故障測試。它除了在電纜和電容器間增加了一個圓球形狀的放電間外，應用方法與直流高壓閃絡法大致相似。當電容充電后，電壓上升到特定數值，圓球形狀的放電就會發生擊穿放電現象。而電纜線路在獲得一個瞬時高壓后，如果該瞬時高壓比故障位置的臨界擊穿電壓值還要高，相應的故障位置就會隨之產生擊穿放電現象，電流電壓信號瞬時傳送至兩端位置。工作人員在接收到該信號時，就可測量故障長度。沖閃法的信號取樣方法較多，最常見的是電流取樣法和電壓取樣法，特別是電壓取樣法，抗干擾性強，測試準確，所以應用也較為廣泛。

3 結語

高壓設備出現單相接地故障是比較危險的問題，其表現為各臺高壓用電設備在單相接地故障發生后仍能保持運行，且在高壓柜的智能電度表上顯示的各相電壓仍是10kV，所以如果巡檢不認真未及時發現且又無報警的情況下系統可繼續運行，但故障未得到及時處理，有可能產生很高的過電壓擊穿系統中的高壓電纜、絕緣瓷瓶、避雷器、燒壞變壓器、電壓互感器、熔斷器，甚至會引發電氣火災，到最后會造成更嚴重的后果。為了避免單相接地故障的發生，我們除加強對設備的巡檢外，還必須做好設備的周期性檢修，加固所有連接螺絲，清抹干凈所有絕緣瓷瓶及避雷器等，并對電纜、絕緣瓷瓶及避雷器做預防性試驗，對試驗不合格的進行更換。