高压电力电缆故障原因分析和试验对策

陈炜松

摘 要：高压电力电缆可以说是电力系统中的一项重要组成部分，电力电缆的安全稳定运行是保证国民生产的前提。文章分析了高压电力电缆运行过程中故障出现的各种原因，并讨论了几种高压电力电缆的试验对策。

关键词：高压；电缆；故障；原因；试验

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0111-02

1 引 言

近年来，随着我国现代化建设的飞速发展，国民用电量也在急剧上升，推动了电力建设的不断进步，加大了高压电力电缆在电网输变电系统中的应用。高压电力电缆是十分重要的电力传输设备，是电力系统稳定安全运行重要前提和保障。高压电力电缆在投入运行之前必定要经历生产、施工和试验等诸多环节，如果其中任何一个环节中存在质量问题，则必将导致其在运行过程中容易受到环境因素影响，从而造成绝缘老化，最终导致电力电缆运行故障的出现。

因此，为了保障电力电缆的安全稳定运行，电力企业需要正确掌握电缆的运行状态，提前发现电缆故障，最重要的是要对高压电力电缆的施工工艺、故障原因以及试验对策进行深入研究。

2 高压电力电缆故障概述

对于高压电力电缆而言，在其投入运行之后将受到环境因素的影响而产生绝缘老化，从而影响其运行寿命，这些环境因素包括光、热、电、化学、机械等。

为了保证电力电缆的长期安全稳定运行，除了其本身的优良绝缘性能之外，还要求电力企业掌握正确的电缆敷设方法，并充分了解电缆运行时的热性能。据统计，2015年全国主要城市的电缆故障原因如下，外力破坏占55%，附件质量问题占29%，施工隐患占13%，电缆本身质量问题占3%。

3 高压电揽故障原因分析

3.1 外力破坏

通常电力电缆都铺设于城市道路之中，经常受到绿化、房地产、自来水、通信、煤气和市政等施工影响，从而导致电力电缆易被破坏，这种外力破坏造成的电缆故障占55%，主要包括以下几种：

①大多数的电缆短路和破坏都是由于一些未经审查的机械开挖造成的；

②如果电缆安装不够牢靠，在外力作用下容易出现绝缘故障；

③对于直埋电缆而言，很可能由于车辆碾压、地面下沉等原因而出现变形。

总结外力破坏造成的电缆故障原因为：第一，工程管理部门缺乏责任感，监管不力；第二，市政工程的相关施工人员为了赶工期而违规进行机械开挖；第三，由于边设计边施工造成的施工信息不能及时共享。综上所述，电力电缆的保护套会外力作用下发生破损，导致水分侵入到电缆之中，从而造成电缆运行故障。

3.2 电缆安装及施工质量问题

相关统计数据表明由于电缆安装和施工不当造成的电缆故障约占13%以上。如果电缆铺设没有按照合理的施工条件和规定来进行，会导致电缆寿命大大缩短，原因有以下几点：

①电缆接头设置不合理，比如在很近的距离内安装两个接头就是违规的；

②导体连接管之间接触不好，主要原因是两段电缆的连接处处理不当而存在的一些毛刺和尖角等；

③中间接头密封不良，从而导致水分入侵，出现水树，绝缘老化；

④电缆安装环境的湿度比较大，容易导致局部潮湿，从而使绝缘性能变差；

⑤电缆保护壳发生破损，由于施工操作不合理造成的电缆保护外壳破损，会导致电缆内部进水而出现故障。事实上，如果在电缆铺设施工过程中能够严格按照相关规范来进行，并注意电缆铺设环境，上述由于施工不当而造成的电缆故障是完全能够避免的。

3.3 电缆本身的质量影响

由于电缆本身的质量问题所导致的电缆事故是比较少见的，但确实存在且不容忽视。由于电缆质量问题导致的电缆受潮使得电缆绝缘性能严重变差，以至于击穿事故时有发生。长期运行实践表明电缆本身的质量问题也是造成电缆故障的原因之一，最常见的结果就是因质量问题造成的电缆进水，从而导致电缆事故的发生。

在电网建设中基于这一问题的改造方法是采用新型交联电缆取代过去的油纸绝缘电缆。由于国内电缆生产厂家众多，生产出来的电缆质量也是参差不齐，因此厂家要严格控制电缆的生产过程，包括绝缘屏蔽层的表面处理、加工环境等问题，从而对电缆质量进行严格把关。但是目前有不少生产厂家为了减少成本，生产的电缆存在诸多严重的质量问题，包括绝缘层中存在区域微孔和杂质超标等。

3.4 过负荷运行

根据高压电力电缆长期以来的实际运行情况可以看出，高压电力电缆多数情况下都处于过负荷的运行状态，而且大多数电缆在投入运行后就缺乏维护，尤其在夏季高负荷运行时，散热条件恶劣，运行条件又很差，产生的大量热量又不能及时散热，从而导致电缆温度过高，加速了电缆老化，造成了安全隐患。

4 高压电力电缆试验方法

4.1 绝缘电阻测试

电缆的绝缘电阻测试可以对其受潮、老化情况进行有效判断，从而正确地掌握电缆的绝缘性能。通过耐压试验比较耐压前后的电阻变化可以对电缆内部缺陷进行检查。对于额定电压为1.0 kV及以上的电缆，在测量时必须要使用2 500 V兆欧表来进行，电缆运行后要进行充分放电，将所有的对外联接线全部拆除，并使用干燥清洁的布将电缆头擦拭干净，接着将铅皮和非测试相的电缆芯一起接地，然后逐相进行测量。由于电缆的电容非常大，使用兆欧表进行测量操作时一定要匀速摇动。测量完成后，要先把火线断开在停止摇动，防止电容电流对兆欧表进行反充电而导致摇表被击穿；每次测量完成后需要对电缆进行充分放电，而且操作过程中工作人员要必须使用绝缘工具，避免残余电荷电击事件的发生。

另外，为了提高测量的准确性可以通过在电缆芯端添加屏蔽层来实现。还有，如果电缆经过长时间的大电流充电，通常开始时的兆欧表读数不大，此时应该继续摇动兆欧表，数值将逐渐增大直至稳定不变。

4.2 电缆相位检查

在电缆绝缘测试后即可开展电缆相位检查工作。相位检查主要是保证电缆两端A、B、C相位一致，电缆头的“黄”、“绿”、“红”标示完全对应。电缆相位检查的试验方法基本上和绝缘电阻测试是一致的。首先把电缆尾端A相接地，分别测试A、B、C相对地绝缘电阻，测试结果A相对地绝缘0 MΩ，B、C两相对地绝缘为55 000 MΩ。由此可判断处本侧为0 MΩ的相就是对侧的接地相，即两侧均是A相。B、C相的相位检查方法同A相。

由试验数据分析可以看出，电缆两侧相位一致，见表1。

4.3 直流耐压试验与泄露电流试验

直流耐压试验和泄露电流试验是同时进行的，试验方法也相同，两者的测量重点不同，前者是测量耐受强度，一般会采用较大的实验电压；而测量泄漏电流是为了检测绝缘状况，不需较高的电压。

直流耐压试验可以检查电缆的抗电强度，是运行部门和施工单位常用的试验方法之一。直流耐压试验电压高、设备容量小，直流电场中电场是按照电阻分布的，而且分布比较均匀，如果电缆存在缺陷，那么电压和缺陷部分是一种串联在一些完好的部分上，从而使缺陷更加容易被发现。通常通过直流耐压实验可以发现电缆中的一些气泡、机械损伤等局部缺陷。

测量电缆的泄漏电流是为了观测不同电压等级下的电流的变化情况，以及得到电流与电压之间的关系。电缆缺陷主要表现为泄漏电流在分阶段停留时几乎不随时间而下降，甚至增大；或者是在电压上升时，电流不成比例的急剧上升。通常泄漏电流测量结果可以反映出电缆的老化和受潮情况。

5 结 语

随着高压电力电缆的性能被挖掘，其应用也越来越广泛。因此，国内电力企业必须加强电力电缆故障原因分析的研究，优化试验方法，在今后的高压电力电缆在生产过程和现场施工中，减少电缆质量问题，减少故障发生率，保证高压电力电缆持续、稳定的运行。

参考文献：

[1] 卞佳音.高压电力电缆故障监测技术的研究[J].电子测试，

2015（24）：33-34.

[2] 王迪.高压电力电缆故障分析及诊断处理[J].电子测试，2016

（10）：124-125.

[3] 刘欣.高压电力电缆故障原因分析和试验方法研究[J].低碳技术，2016

（8）：42-43.