基于高压电缆接地故障的排除分析

曾兆杰 潘春翔 刘潭

湖南省送变电工程有限公司 湖南长沙 410000

高压电力电缆位于城市地下位置，基于其敷设的特殊性，高压电力电缆发生接地故障时，不太容易查找与检修。所以，相关电力工作人员十分有必要了解高压电力电缆发生接地故障的原因，并掌握相关的查找技术。在高压电力电缆出现接地故障时，难够精确地查找出相关故障点，提升高压电力电缆的实际运行效率[1]。

1 电力系统中单相接地特征

①不完全接地，监视电压表显示有故障的一相电压降低，另两相电压升高大于相电压；②完全接地，监视电压表显示故障相电压为零，另两相电压等于线电压；③稳定性接地则监视电压表指针的不摆动，如果指针表不停摆动，那么就是间歇性的接地，会出现打火现象；④中性点经消弧线圈，装设了中性点电压偏移电压表的时候，当出现不完全接地时可看到一定指示值，当出现完全接地时电压表指示为相电压，消弧线圈接地报警的指示灯会亮；⑤在运行过程中还可能发生弧光接地现象，此时非故障相会产生很高的过电压，会引起电压互感器熔芯烧断乃至会烧毁电压互感器。当前的电力系统很多都安装了单相接地选线系统，系统中一旦出现被监测的设备有高压单相接地，该选线系统能及时发出报警且能准确判断出故障地点，如果出现多个报警点，一般报警电流大的一路发生接地的可能性较大。在电力系统运行过程中，有一种现象与单相接地极为相似。当PT柜电压互感器有一相高压熔芯烧断也会发出接地信号，但认真排查会发现，烧断熔芯的故障相对地电压同样会降低，但另两相电压不会升高，线电压则会降低，此时更换熔芯后接地信号即可消失。此类现象不是真正的接地故障[2]。

2 基于高压电缆接地故障的排除分析

2.1 二次脉冲法

该种高压电力电缆接地故障查找技术又被称为高压弧反射法。通过该种方式能够对所发生故障的位置进行预定位。主要是利用电容放电，促使高压电力电缆的末端波形运动轨迹呈现出来；这时相关工作人员通过在高压电力电缆上配置高压冲击器，即可对脉冲反射仪进行有效辅助，从而对高压电力电缆接地故障点进行准确检测。该种方式能够对电缆的脉冲波进行有效感知，如果在高压电力电缆的故障位置出现电弧，时域反射仪器即可将波形轨迹自动显现出来，这时工作人员即可根据时域反射仪器所呈现的结果对高压电力电缆接地故障点进行准确查找和确认[3]。

2.2 高压测试法

该种高压电力电缆接地故障查找技术也较为常见，其可根据电缆故障的形式进行划分，主要分为两种：①直闪法。该种方法是通过对电容两端施加电压，促使高压电力电缆故障点被击穿，这时相关工作人员即可通过对故障点击穿时所形成的脉冲电流波形进行观察，准确地查找到高压电力电缆接地故障的位置。②冲闪法。该种查找方法主要适用于高阻接地故障以及闪络性接地故障中，主要是通过加大电容器的电流电压，促使电容器向高压电力电缆持续放电，直至高压电力电缆击穿出间隙；这时，相关工作人员只需对返回的击穿脉冲信号进行分析即可查找到高压电力电力的故障点。该种方式不但操作简单，而且操作起来也比较安全，方便相关工作人员进行观察，是进行高压电力电缆接地故障查找中较为常用的查找技术。

2.3 电缆烧穿法

在对高压电力电缆接地故障进行查找的过程中，如果相关工作人员利用声波法以及声磁同步法进行实际操作时无法实现瞬间击穿接地点，那么就需要利用电缆烧穿法对高压电力电缆节点电阻进行适当调整。当高压电力电缆节点电阻降低时，相关工作人员再利用声波法或声磁同步法即可准确查找到故障点。该查找技术的工作原理主要是利用电缆烧穿仪器向发生故障的高压电力电缆发射高压小电流，这时高压电力电缆就会发生不间断地短路发热，从而促使外部绝缘热老化以及碳化程度更加明显，相关工作人员即可据此准确查找到高压电力电缆的故障发生位置。

2.4 冲闪法

冲闪法又称冲击高压闪络法，它的测试范围很广，适用很多高压电缆闪络故障测试。它除了在电缆和电容器间增加了一个圆球形状的放电间外，应用方法与直流高压闪络法大致相似。当电容充电后，电压上升到特定数值，圆球形状的放电就会发生击穿放电现象。而电缆线路在获得一个瞬时高压后，如果该瞬时高压比故障位置的临界击穿电压值还要高，相应的故障位置就会随之产生击穿放电现象，电流电压信号瞬时传送至两端位置。工作人员在接收到该信号时，就可测量故障长度。冲闪法的信号取样方法较多，最常见的是电流取样法和电压取样法，特别是电压取样法，抗干扰性强，测试准确，所以应用也较为广泛。

3 结语

高压设备出现单相接地故障是比较危险的问题，其表现为各台高压用电设备在单相接地故障发生后仍能保持运行，且在高压柜的智能电度表上显示的各相电压仍是10kV，所以如果巡检不认真未及时发现且又无报警的情况下系统可继续运行，但故障未得到及时处理，有可能产生很高的过电压击穿系统中的高压电缆、绝缘瓷瓶、避雷器、烧坏变压器、电压互感器、熔断器，甚至会引发电气火灾，到最后会造成更严重的后果。为了避免单相接地故障的发生，我们除加强对设备的巡检外，还必须做好设备的周期性检修，加固所有连接螺丝，清抹干净所有绝缘瓷瓶及避雷器等，并对电缆、绝缘瓷瓶及避雷器做预防性试验，对试验不合格的进行更换。