高压电力电缆的故障测寻分析

杨春飞

（国网吉林省电力公司长春供电公司,吉林长春，130000）

高压电力电缆的故障测寻分析

杨春飞

（国网吉林省电力公司长春供电公司,吉林长春，130000）

国内在高压电力电缆故障方面仍缺乏较成熟的测寻方法，文章通过对高压电力电缆故障成因及类型的分析，着重从低压脉冲反射法、直流高压闪络法、冲闪法等方面阐述了电力电缆故障的距离检测方法，并就冲击放电声测法与声磁同步法的故障定点检测作了深入探讨。

高压电力电缆；故障查找；故障分析

1 高压电力电缆故障原因分类

1.1 机械损伤

机械损伤引起的电缆故障占电缆事故很大的比例。造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受外力损伤、行驶车辆碾压损伤、土地沉降造成的电缆接头和导体损伤。

1.2 绝缘受潮

绝缘受潮后会引起故障，造成电缆受潮的主要原因是密封不严进水、电缆制造不良、金属护套受外力或腐蚀破损。

1.3 绝缘老化变质

受运行中的电、热、化学、环境等因素的影响，电缆的绝缘都会发生不同程度的老化。

1.4 过电压

大气与内部过电压作用，使电缆绝缘层击穿，形成故障。

1.5 材料缺陷

电缆制造问题，电缆附件制造上的缺陷，对绝缘材料的维护管理不善。

2 常用的电缆故障测距检测方法

2.1 电桥法

将被测电缆终端故障相与非故障相端接，电桥两臂分别接故障相和非故障相，通过调节电阻使得电桥达到平衡，通过公式计算出故障点的距离。

2.2 低压脉冲反射法

测试时向电力电缆的故障相注入低压脉冲。该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点即故障点时，脉冲产生反射回送到测试点由仪器记录下来，根据发射脉冲与反射脉冲的往返时间差和脉冲在电缆中传播的波速度，便可计算出故障点离测试点的距离。

2.3 脉冲电流法

脉冲电流法是将电缆故障点用高压击穿，使用仪器采集并记录下故障点击穿产生的电流行波信号，通过分析判断电流行波信号在测量端和故障点往返一趟的时间来计算故障距离。脉冲电流法采用线性电流耦合器采集电缆中的电流行波信号。

2.4 二(多)次脉冲法

首先针对故障电缆发射一个低压脉冲，脉冲在高阻的故障点由于特性阻抗变化不大，不会产生反射。脉冲在另一终端被反射回来后，仪器将这个“完好”波形存储起来。然后对故障点电缆发射一个高压脉冲，故障点被击穿，击穿瞬间变成低阻故障，此时仪器触发一个低压脉冲，低压脉冲在被击穿的故障点处被反射回来。仪器把两次低压脉冲的波形叠加起来，交叉点的位置就是故障点位置。这种方法使操作者很容易判断故障点波形，而且误差较小。

3 高压电力电缆故障的定点检测方法

3.1 冲击放电声测法

声测法主要是利用对前文介绍的电缆测距方法查找到事故点大致位置后。选择测试端并安装冲击电压装置，在脉冲高压作用下故障点会出现规则性放电，由于放电的能量与电缆电容、电压的平方构成正比例关系，故障点处释放的放电能量会发出较大声音。利用此种规律，在粗测故障点位置的基础上，维修人员可利用定点仪来精确确定电缆故障点，放电声最大处即为故障点所在。

3.2 声磁同步法

在声测法应用的同时加设电磁波接收装置用来接收放电产生的电磁波。因为故障点放电发出爆声的同时也会产生脉冲磁场信号，因为电磁波、声波同步接收的实现，在听到振动声波并显示出故障点放电电磁波时，足以证明故障点在附近区域，否则应视作干扰信号。该方法可有效地弥补声测法难以在背景噪声较大时运用的局限性。

4 故障检测基本步骤

首先确定故障性质，其次粗测距离，再次探测路径或鉴别电缆(路径仪、识别仪)，最后精确定点(跨步电压仪、声磁同步)。

表1 高压电力电缆故障类型、特点以及测寻方法表

5 实际案例分析

2016年10月，我市某风电场A区风机线路372断路器限时速断动作，该回路为35kV交联聚乙烯电缆，型号为YJLV23-26/35kV-3×240mm2，长约 7km，全长有 8个中间接头，有 4个H型电缆接头，连接H型电缆接头的型号为YJLV23-26/35kV-3×50mm2。采用的测试仪器：2500V兆欧表、高压信号发生器、DLC-100电缆故障测距仪、DLD-230电缆故障定点仪。采取停电措施后用兆欧表测试W相接地电阻为9.2MΩ，U相为100GΩ左右，V相为100GΩ。初步判断W相为高阻抗故障。使用低压脉冲法对W相测试，全长为7246m，说明电缆连续性比较好，也没有低阻抗故障。

使用测距仪DLC-100进行脉冲电流测试，W相对铠装进行脉冲电流测试。DLX-510为高压信号发生器，最高输出电压为30kV，直流负极性，负载电容为2μF，按要求接线后，利用W相和铠装进行测试，调整DLC-100测试范围为10km，波速度为172m/μs，打开DLX-510升高电压为27kV，单次手动放电，测距仪触发，故障点没有击穿放电，显为电缆全长波形。

直流高压放电约90min，此时发现DLX-510高压信号发生器放电不充分，指针摆动幅度不大，直至指针基本不摆动，说明电缆故障点不放电，然后用兆欧表测绝缘，测量结果为10GΩ，绝缘基本恢复，(初步判断说明电缆故障点潮气太浓，经过高压信号发生器高压放电，将潮气从故障点排出，导致绝缘上升，满足送电要求)，措施做好，合闸送电，372断路器无法投入运行。停电后用兆欧表对电缆进行绝缘测试，U相对铠装电阻为100GΩ，V相对铠装电阻为2MΩ，V、W相间电阻为7MΩ，U、V相间电阻为100GΩ，U、W相间电阻为100GΩ，U相无故障，然后把DLX-510高压信号发生器移到5km处第一H型电缆接头附近的14号风机箱式变压器，对电缆升压25kV直流放电充分。

在该电力电缆约126m处使用DLD-230电缆故障定点仪准确确定位置在此处，挖开地面确定故障点为35kV电缆线与14号箱式变压器线路H接头处，接头外壳已损坏，提起接头外壳有水滴流出。打开H接头，检测各线路绝缘情况，绝缘良好，故障排除。

6 结语

高压电力电缆的故障查找在理论上和工程实践方面都还需要我们继续深入发现和解决各项技术问题，尤其重要的是做到故障的防范措施。要严把试验和验收关，按相关技术指标对新装电力电缆进行试验、验收；加强电力电缆巡视检查；利用电力电缆在线监测装置来实时监测电网中高压电力电缆的实际运行状态等，力争将电缆故障的发生几率降低至最低限，确保电网的正常运行。

[1]罗江,朱红艳.论单芯电缆线路接地系统的处理[J].科技情报开发与经济,2007(31)：238-239.

[2]叶国文.110kV 及以上高压电缆线路的接地系统[J].广东科技 ,2010(16)：92-94.

[3]孙静.高压电力电缆局部放电检测技术研究[D].上海:上海交通大学,2012.

Fault detection and analysis of high voltage power cable

Yang Chunfei
(State Grid Jilin electric power company Changchun power supply company,Changchun Jilin,130000)

There is no mature measure method in high voltage power cable fault, based on the analysis of the causes and types of high-voltage power cable fault, mainly from the low voltage pulse reflection method,DC high-voltage flashover method, impulse method and other aspects of the distance detection method of power cable fault, and made a thorough discussion the impact of fault location on acoustic measurement and acoustic magnetic synchronous method.

high voltage power cable; fault finding; fault analysis