浅谈高压电缆故障原因及防范对策

焦宏所 常军 李影 马龙

【摘  要】随着国家的经济高速发展，所需求的电力也相应的提升，在电力的传输及电网的布局过程中高压电缆的处理显得尤为重要。在电力传输过程中高压电缆是电力系统输变电网络中的核心装备，具有无可比拟的优点，所以在电力传输系统中有着比较高的地位。电缆的故障会导致整条线路甚至整个电网区域的瘫痪，所以高压电力电缆的故障排查与防护是目前的主要任务，本文主要探讨高压电缆故障产生的原因以及电缆故障的防护工作。

【关键词】电网;高压电缆;故障排查;日常防范

1.引言

我国充分利用地理优势，将能源最大化的利用。由于煤矿资源主要集中在西部和北部，而经济发达地区主要在东部南部，所以进行西电东送计划。电力电缆是电气工程最主要的部分，高压电力电缆优点有占地空间少，可靠性高具有高压稳定性，不易被电击，电容高以及日常维护工作量较少。所以在电网中得到广泛普及，大量的运用下不可避免的产生故障，这就需要我们对故障的及时排查以及对可能会产生故障的源头进行防范，减少对电力电缆正常运行的影响。

2.高压电力电缆故障的分析

2.1高压电缆中问题的概括

电力工程中常见的问题是输电线路老化，由于高压电缆一部分埋藏于土中，不可避免土壤中的微生物对其分解或者腐蚀，又或者一些动物或者人为因素导致电缆的破坏，导致护层破坏而暴露出内部结构，久而久之介质的损耗增大。

又有一部分高压电力电缆在高空中，有时候可能会遭到电击，电压过高产生谐波振动或者输出电压超出标准额定范围，也会对电缆有所影响。其中大部分电缆终端的损坏都是由谐振运动导致的[1]。

高压电力电缆的接头作业出现问题。交联线芯未在绝对密封的空间内进行切削、刮磨等一系列的操作使其表面覆盖灰尘。制作终端接头时环境不密封，工艺不标准，由于操作原因使其放电。在高压电缆接头制作的操作环境中湿度过高，引起绝缘层的保护作用下降。

电气工程中不可避免的散热问题。温度升高导致导体的阻值升高，电力传输的效率大大降低。因此造成绝缘层破坏，加剧了电缆的损坏。导致高压电缆的温度升高的原因有很多，电力电缆过热会极大地影响电力的传输能力。有些电缆敷设密集的地方导致电路过载，局部表面难以散热，对于穿管敷设的电缆也容易导致局部过热的问题，从而导致绝缘层的破坏。此外由于在电缆周围的空气流通性不好，局部滞留的空气受电压过高而温度不断升高，导致绝缘层的老化，甚至碳化。

总结来说电缆电压要严格遵守规定，超负荷运行并不能使得电力高效传输，只会导致热量无法散失，引起绝缘层的损坏。因为在电缆设计过程中早已经考虑到热量的问题，所以在电缆周围已经设计好热量散失的途径，只要不超所定规格就不会出现这些问题。如果电压长期满负荷也会导致电缆出现绝缘层的老化、碳化等问题，经过长期的温度积累会产生恶性循环，然后在高温高压条件会导致电压击穿空气、形成火灾。

2.2高压电缆中问题具体分析

高压电力电缆是电压在110千伏以上的电缆，我国高压电力电缆的导体一般是铜芯，在导电以及导热性能方面都有不错的体现，但是长期在满负荷条件下也会有散热不及时的情况，可能会导致绝缘老化及铅包鼓胀等问题，从而发生恶性循环使热量的无法散失，致使电缆发生击穿。

谐波振动的产生导致击穿，因为谐波振动会带动弧光的接地现象的产生，频繁的弧光现象导致电压的反复增幅变化使得绝缘层不同程度的损伤，最后击穿绝缘层损坏电缆终端或者中间接头[2]。

高压电缆终端头以及导体的制作工艺也影响着电缆的性能，电缆导体由若干条导体缠绕形成，如果工艺设计或者在安装环境中出现差错就会导致导体之间形成空隙，空隙的产生意味着两条导电的导体之间产生磁场并进而形成电容，导体之间的气隙在高压情况会被电离。并且长期的电离会导致终端的损坏，还有长期的对地放电也会影响终端的寿命。

3.高压电缆故障防范对策

3.1加强高压电缆的日常监测

现在高压电力电缆的数据已经可以数字化，输出的一端需要时刻的关注监视电压的数据，以及异常电流的反馈，以避免电压的超负荷运转。变压器站的观测人员也要经常检查对异常电流、电压的反馈，避免电压长期的满负荷运行。除此之外要保证电缆头终端的质量，保证工艺设计以及密封处理，特别是对电缆附件接头的出厂检测。对于电缆接头通常有VHF，UFH局部放电检测方法，还有TEV暂离地电压测试方法。其中最好使用TEV暂离地电压测试，可以准确的判断其终端是否精准。对整条线路物理干扰因素一定要排清，电缆的附近一定要通风、排水、干燥，保证电缆不因为这些外在的不必要物理因素所影响。由于电气工程自动化的实现，可以实现自动化监视整条线路的温度及电压的变化。数据通常在仪器中会体现，并且遇到封顶数据会出现警告，只要操作人员不疏忽对仪器的正常操作就不会出现巨大安全事故。

3.2做好諧波的管理

谐波的管理与控制也要加强，对每个区域的谐波数据要进行记录，计算出每个地区谐波电压的数据，对每个电缆头终端的各个参数分析得出谐波的阀值。并且建立多种方案来面对将来可能会产生的谐波过电压，当发现电压或者连接点的电压出现超出规定值的时候，要立马做出抉择防止因为谐波的影响导致对整条线路的影响，对电网中可能会有谐波位置定期检测，保证电网的正常运行。

3.3做好高压电缆的安装维护工作

一般高压电缆的覆盖是通过沟槽或者掩埋的方式进行，因此其隐蔽性和被检测的手段决定了电缆发生故障时被侦测的时间长短，直接决定发生故障时再次供电时间长短，所以在每次巡视时对每个关键点做好标记，以便于故障的排查减少侦测时间。隐蔽性处理也需要保障电缆的安全性，防止因为一些施工单位利用一些机械对其造成损坏。

高压电缆周围的磁场屏蔽也应该做好工作，对地距离以及绝缘之间的空间做好相匹配的位置。电缆的接地线必须穿过零序电流互感器，电缆接地点在互感器以下时，接地线应直接接地;接地点在互感器以上时，接地线应穿过互感器接地。电缆的固定也有相应的处理方式[3]，高压电缆在水平或倾斜支架上层次位置的变化端、接头两端应采用能适应各种位置变化的支持方式。其次在电缆拐弯处电缆接头的两侧每隔5米左右进行引沟，设立隧道。在电缆的处理中，先处理导体，将导体进行缠绕，然后进行铺设辅助物，最后加入绝缘物，管道口封闭内部保证干燥通风并放灭火装置。建立检测装置，以保证自动化的实现，在外部轻松的了解到内部管道的情况数据。

4.结束语

高压电力电缆的处理主要控制其环境的因素，最主要就是热量的控制，如果温度过高对整个电缆影响都是非常大的，对于电压来说，不能过载运行，也不能长期满负荷运行。电缆接头的过程也要保持严谨，控制好每个因素的影响，比如湿度及空间的处理都是比较重要的。日常对于电缆数据的波动也要做好记录，并且对其波动数据进行分析，预测将要发生的变化并建立相应的对策措施。电缆接头以及导体的处理技术、制造工艺需要符合标准规格。高压电力电缆的故障对整个电网安全可靠地运行有着极大的影响，所以要做好高压电缆故障排除工作以及防范对策。

参考文献：

[1]林斌.高压电力电缆故障查找预定位方法探讨[J].电工技术，2018（24）：149-151.

[2]何建益.220kV高压电力电缆故障检测技术的应用[J].电子技术与软件工程，2018（23）：226.

[3]徐昱.高压电缆故障测试与处理技术分析[J].通讯世界，2018（11）：103-104.

（作者单位：特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司）