中高压电缆耐压故障分析与处理的探讨

2022-07-27国网吉林省电力有限公司长春供电公司

电力设备管理 2022年11期

国网吉林省电力有限公司长春供电公司许欣李壮庞丹于彬

国网吉林省电力有限公司电力科学研究院高松

中高压电缆是电缆领域的重要代表，其耐压故障是行业研究重点和核心。随着中高压电缆耐压故障问题成为行业关注的焦点和议题，如何高效处理进线电缆的耐压故障成为行业从业人员的发展方向。一方面，中高压电缆是当前电力供应领域的重要设施，对应的使用范围及应用价值不言而喻；另一方面，中高压电缆耐压故障问题的处理和分析需从多个角度进行研究和判断，需结合多种细节问题进行探索，从而保障电缆耐压问题的有效解决。

本文以中高压电缆耐压故障的分析和处理为主要研究对象，针对电缆耐压性能、故障诊断、故障类型、故障解决措施等内容进行多角度、多层次、多领域的论述和分析，结合笔者多年从事电力工程领域的实践经验，提出一系列创新高效的应用解决策略和实施办法，助力中高压电缆耐压故障的分析和处理。

1 中高压电缆的耐压性能

中高压电缆是当前高压电缆的代表类型，属于当前电力设施领域电缆的主要应用型号。随着我国电力领域的快速发展，电缆的铺设路径以及铺设范围逐步饱和，开发和研究中高压电缆的维护工作，成为行业的关注重点。一方面，根据中高压电缆的类型和特点，深入了解电缆设施的维护方案和维护标准；另一方面，在维护过程中针对已存在的故障隐患需要快速进行处理和解决，实现电缆设施的运行和维护目标。

中高压电缆。通常电缆分为两种类型，以高压电缆和中低压电缆为代表，高压电缆是借助高压传输装置作为电力系统主干道的基础设施，主要负责生活中电力供应需求，高压电缆的种类极为多样化，包括XPEL等型号电缆，具备电缆燃点低、耐高温等特点，成为现代电缆设施的主要选用目标。中低压电缆承载国内绝大多数的电力运输任务，肩负国内重要的电力保障使命，并且随着电力体系供应系统不断变化对应的电力输送任务也逐步增加，进而对电缆设施的运行情况形成新的挑战。

图1 中高压电缆展示图

耐压性能。中高压电缆的耐压性能是其主要的衡量指标之一，同时也是影响电缆实际价值的重要内容。耐压性能主要是电缆承接电压、电流以及抗阻等相关参数给予的最大承受能力，需要在相关环境中保持电缆的耐压性，进而实现电缆在运行过程中其功能和作用没有受到外部环境的影响。耐压性能是决定电缆运行安全的重要因素，也是能够保障和规避对应损失的重要代表。因此，耐压性能是中高压电缆的重要代表性能，发挥出极为显著的作用和价值。

2 中高压电缆耐压性能故障诊断策略

2.1 并联谐振耐压检测法

是目前电缆设施耐压性能的重要检测方法，通过对变压器额定电压进行测试，确保回路中电流无法达到检测的标准和要求，从而实现对应的检测要求。基于并联谐振耐压检测法的应用需满足对应的基本条件，特别是在多种支路中需借助并联的方式，保障各个支路电流值相对较大、但总回路的电流值相对较小，当忽略回路电阻带来的影响时，可将总回路的电流量视为0。根据试验效果进行分析，当变压器阻性电流受到限制时，对应的变压器容量要求会逐步降低，进而实现电容量的扩大。利用并联谐振耐压检测法，能够通过对电源频率的改变促使回路电流满足对应的试验要求，从而达到整个检测工作的目标。

2.2 串并联综合耐压检测法

此方法目前主要应用于电容量较大、试验电压相对较高的电缆设施。例如，应用交流串联谐振或并联谐振方法目前存在一定的风险性和意外性，无法保障对应的结果满足基本要求，进而导致变压器的额定电压以及额定电流等存在较大的差异性，对于传统的高电压电抗器容量无法实现相应的测试标准。应用交流串联谐振或并联谐振方法能够规避上述的问题，同时还能解决地域的限制问题。交流串联谐振或并联谐振方法，对应的电抗器能够对试验电缆形成补偿，并能确保整个并联回路都能够呈现容性负荷，促使回路产生串联谐振，而并联电抗器的欠缺补偿能够借助降低回路总电流的方式实现测试电压和测试电流的精准性，从而达到试验的测量目标。

3 中高压电缆耐压故障分析

3.1 外力破坏引发的电缆故障

目前外力破坏引发的电缆故障是中高压电缆故障的主要原因之一。一方面，中高压电缆大多以敷设的方式预埋在地下，对应的电缆和其他管道线路交织在一起，特别是与煤气管线、通信管线等管线存在严重的区域重合问题，进而增加了对中高压电缆的挤压概率和破坏几率；另一方面，中高压电缆在安装及长时间埋设过程中，外界环境的突变影响会导致中高压电缆出现渐进式的破坏，导致部分线路出现电力中断等问题。不同的外力因素造成同样的破坏问题，成为行业科研领域的研究重点。根据《2021年某区域电缆维护说明》中的论述，外力因素造成电缆耐压性能下降的问题占比超过58%，其中主要的外力因素共计有三点。

其一，未经审批的大面积开挖是造成中高压电缆出现破坏和短路的重要因素，特别是在城市繁华区域，对应的电缆线路经常被市政工程、道路工程的挖掘设备所破坏，导致线路的运行无法继续，并且还会对挖掘人员造成无法想象的危险；其二，中高压电缆在安装过程中未能对安装质量进行审核和检查，特别电缆两端未能加以牢固，导致在外部环境的徐变影响下造成线路出现绝缘故障，进而引发相应的事故和问题。线路终端安装质量不佳，对于后续的维护工作造成极为严重的影响，甚至会降低电缆线路的使用寿命；其三，直埋电缆受地面下沉、车辆碾压、地震等一系列因素的影响造成电缆铺设轨迹的断开，以突发性的剪切力影响了电缆的正常运行。通常电缆设施设有保护装置，但对应的剪切力过大会直接对外部保护装置造成严重的破坏[1]。

3.2 自身材料质量引发的电缆故障

受国内生产厂家的差异性影响，中高压电缆对应的产品生产质量良莠不齐。通常国家对于电缆设施的生产质量设定了严格的标准和要求，但是在实际生产过程中依然存在部分的劣质产品，导致电缆耐压性能的各项指标存在明显差异，最终影响到线路的架设和使用。当中高压电缆由于产品质量出现问题时会导致电缆受潮影响电缆的绝缘性能，特别是在高压电缆铺设区域会加重事故的发生概率。部分行业主管部门通过测试和研究发现，电缆质量问题是目前电缆运行风险的主要影响因素，尤其是长时间的使用，电缆设施的质量问题不仅会降低整个线路的使用寿命，同时还会进一步增加电缆设施的维护成本。

例如，南方区域在冬季时节经常会出现电缆设施挂冰等现象，这不仅会导致电缆出现绝缘事故，同时还会降低电缆的实际功效。近年来，针对电缆的生产质量成为行业关注的焦点和议题，通过对电缆材料质量等方面开展相关研究，能进一步控制电缆材料生产质量的差异性问题，能够通过生产环境、生产条件、生产技术等一系列内容中加以强化，实现对生产环节的有效控制，保障中高压电缆的基本质量[2]。

图2 高压电缆内部分解图

3.3 运行年限超标引发的电缆故障

中高压电缆超过对应的使用年限会导致电缆故障频发。目前我国电力部门为确保中高压电缆带来最大的经济效益，对于电缆的使用情况进行明确的统计和分析，从而进一步了解电缆设施的使用情况，因此近年来电缆运行年限超标等问题得到有效控制，进一步降低了电缆耐压故障的风险[3]。

3.4 维护作业人员疏忽引发的电缆故障

维护管理不当，主要是维护作业人员引发的电缆故障。通常，电缆维护作业需要按照标准化的流程进行实施和开展，但受人员主观因素的影响，导致电缆设施在运行维护过程中存在人为主观疏忽，导致电缆设施未能得到有效的维护和管理。以电缆的性能检测为例，当维护人员操作不当或未能对电缆设施进行周密的分析，必然会导致各个环节存在漏洞和问题，进而引发电缆设施的故障。

4 中高压电缆耐压故障的解决措施

开展定期的维护动作。中高压电缆耐压故障的出现，其核心因素是未能对电缆设施进行定期的维护和管理。电力企业的维护人员需定期对电缆设施进行维护，制定周密的维护计划，组建科学的维护队伍，保障维护工作能够切实可行，并能通过定期的维护作业确保电缆设施耐压性能的稳定和有效。借助固定的维护周期，能有效防范电缆潜在的运行问题，能够打造电缆安全运行的保障构架，促进电缆设施运行的常态化和合理化。

强化对电缆质量的科学管理。电缆质量的科学管理需要从电缆厂家、电缆采购、电缆测试、电缆运行等一系列环节着手，根据各个环节对应的内容进行分析和研究，强化对电缆设施科学管控的必要性，同时对其生产质量进行详尽的试验和检测，保障所有电缆设施的质量满足国家法律法规的内容，保障电缆设施的运行安全。

及时更新超限的电缆设备。电缆设施的使用寿命受所处环境、地域气候等一系列因素影响，相同的电缆对应的使用寿命差异明显，需根据电缆所处的环境进行有效设定，同时对电缆设备的使用年限进行记录和说明，明确对应的管控标准和管控策略。一方面，在管理体系中对不同区域的电缆设施进行差异性的使用年限管理办法；另一方面，针对电缆设备的超限问题引发足够的重视，及时对电缆设施进行更换和处理，保障电缆设施的耐压性能[4]。

强化人员的技术培训和制度培训。维护人员的技术水平会影响电缆设施维护作业的基本成效，作为电力企业需对维护人员进行必要的培训和教学。首先，针对人员的技能水平进行科学性的测试和分析，对所有技术人员的基本能力进行彻底性的了解和认识，同时对后续的维护工作进行深层次的教学和指导；其次，针对目前维护人员的技术水平设定针对性的技术强化策略，通过对每一位维护人员进行技能考核实现对应的管控目标和强化作用。通过周期性和广泛性的技能培训，能够让技术人员的水平呈现日新月异的变化，促进培训工作职能作用的体现，助力电缆维护工作的创新和升级；最后，应用薪酬考核制度，结合技能培训策略，实现对技术人员的科学管理，保障对应的管控内容和发展成效，促进电缆维护工作的健康化和常态化。