高压电力电缆故障分析

高压电力电缆故障分析（共10篇）

高压电力电缆故障分析 篇1

1 引言

近几年以来, 随着国民经济建设的迅猛发展, 以及电力技术的快速发展, 城乡用电需求急剧增加, 高压电力电缆在城乡电网输变电中的应用越来越广泛。高压电力电缆是电网中重要的一次电力传输设备, 它对电力负荷安全、稳定运行发挥着重要的作用, 高压电力电缆具有线路路径宽度较小、容易选择线路路径、可隐蔽埋设、不易受周围环境和污染的影响、送电可靠性高等特点。高压电力电缆作为电能输送的一种新型形式, 是一项复杂的系统工程, 会涉及许多技术难题, 如果高压电缆在生产、施工、检测等环节中出现问题, 在后期的运行中, 由于复杂实际运行环境中各种因素的影响, 最终会导致电缆运行故障, 给人民的生产生活带来严重的影响。这就要求我们必须了保证高压电力电缆安全、稳定、高效运行, 仔细分析高压电力电缆的故障原因, 及时了解电缆的实际运行状态, 准确发现电缆中存在的安全隐患, 从根本上避免事故的发生, 保证电力供应的正常、稳定和安全。

2 高压电力缆线故障分析

用于电力传输和电能分配的电力电缆称为高压电力电缆。目前广泛应用的是高压聚合物绝缘电缆, 其中交联聚乙稀 (XLPE电缆具有结构简单、性能优良、安装维护方便等特点, 它取代了传统油纸电缆在中、低压范围内的主导地位, 并且在高压、超高压范围内几乎与充油电缆的性能相当, 被广泛应用于城乡电网改造项目中, 成为今后电力电缆行业的主要发展方向。高压电缆的制作材料一般都是是在专业、无尘的封闭车间一体化制造, 各种参数指标要求严格, 精度非常高。因此, 从理论上讲, 电缆的可靠性、安全性都非常好, 出现故障的概率也非常低。但在实际的生产中, 由于的具体的生产状况、工艺水平、设计施工、运行维护等问题, 加之电缆的实际运行环境非常复杂恶劣, 高压电力电缆在运行过程中会遭受来自电、热、水、光以及化学等因素的作用, 从而产生和加剧自身的老化现象。此外, 高压电缆会容易遭受各种外部力量的破坏, 导致其发生故障。据相关部门统计, 所有的电缆故障中, 外力破坏造成的故障占58%。工程施工导致的故障占12%, 附件问题引发的故障占27%, 电缆自身的质量问题占3%。

2.1 外力破坏导致的故障

由于电力电缆大多铺设在城市道路中, 在城乡的建设与发展中, 所需配套的各种电力电气设备设施众多, 它们中很多都是通过埋入地下其进行保护, 这些电力电气设备被错综复杂的埋入地下, 不仅承受着雨水甚至化学物质的侵蚀, 同时还承受着来自路面上方各种车辆及机械重物的压力, 有时候出现的路面坍塌, 就会扯断或者损伤线路。由于城乡快速发展的需要, 经常会有新的来自市政建设、乡村规划、道路工程、通信工程、燃气管道、自来水改建、街市绿化、地产建设等工程施工的影响, 一些未经审查的机械开挖, 随意施工很容易造成电力电缆的破坏。

究其原因, 主要是:对于城市的规划和施工, 相关部门缺乏全局意识。市政建设往往是边设计边施工, 导致大量的施工信息不能及时发布和共享;一线的施工人员只顾赶工期, 违规釆用机械进行暴力开挖;工程主管部门的监管不力, 缺乏责任和法律意识。这些外力因素使得电缆在物理上得到破坏, 从而导致故障的发生。

2.2 不合理施工产生的影响

电缆在敷设的时候, 由于施工人员施工不规范, 在施工前没能仔细调查施工环境, 对原有铺设管线的走向、附属设施, 以及材质和管径等情况没有进行专业的考察与摸排分析, 没有严格按照施工设计图纸施工, 蒙混过关, 偷工减料现象严重。种种不合理施工, 使得电缆工程质量不达标, 给电缆的运行事故埋下隐患。比如:在电缆施工过程中, 如果电缆本身长度不足时, 就需要将两段电缆进行连接, 然而在对电缆进行连接时, 往往会因为接头的制作工艺缺陷、压力不足、密封性差、接线水平低等问题, 而导致绝缘被击穿等故障。高压电缆在敷设完成后, 需要按照相关技术规范填埋细土或细沙形成保护层, 而一线的施工人员只顾赶进度, 直接将混有各种石块等硬物的杂土随意覆盖在电缆坑道内, 由于地面自然下陷加上地面重物的挤压, 带有尖锐棱角的硬物会很容易刺伤电缆外护套, 造成极大的安全隐患。而在缆线的安装调试竣工验收过程中, 往往会因为对直流耐压试验工作不到位, 直接造成电缆的接头形成反电场, 导致缆线接头部位绝缘出现损破, 在实际运行会发生严重的电缆安全事故。因此, 必须对高压电缆的安装敷设工作加强监管, 对于容易出现问题的电缆头制作, 必须严格依据国家相关施工工艺流程进行施工, 对于各个环节的施工工艺, 必须严格按照国家相关技术标准及产品安装调试技术要求组织实施, 确保高压电网安全可靠、节能经济的高效稳定运行发展。

2.3 电缆自身质量问题引起的故障

实际应用中, 电缆自身的质量问题也是造成电缆故障的主要原因。优良的制造工艺和技术水平是高压电缆具有高质量、高安全和高稳定性的基础保障。但在实际生产制造过程中, 生产企业为了降低成本, 或者是由于企业自身的技术、工艺以及设备问题, 导致生产出的电缆出现绝缘偏心、绝缘层存在杂质、屏蔽层厚度不均匀、屏蔽体之间出现突起、交联度不均匀、缆线金属护套密封性能不良等问题。而这些在生产制造过程中形成的质量缺陷, 会在实际的施工与运行过程中逐渐显现出来, 并且问题会越来越严重, 最终形成故障, 给高压电缆的正常运行造成巨大的安全隐患。所以, 必须建立起高压缆线以及附件在生产制造、方案设计、工艺标准、施工流程、监理规则、交接验收等环节的技术标准与规范, 以保证生产高品质的高压缆线以及建设高质量的施工工程, 从而从根本上解决由于电缆自身的问题而导致的事故。

2.4 过负荷运行导致的故障

特高压输电和交流柔性输电等新技术越来越广泛的应用于区域电网的互联, 这些因素都促使电力系统的规模不断扩大, 结构也越发复杂。为了满足巨大的供电需求, 追求经济利益的最大化, 大多数高压电力电缆目前的现实状况是过负荷运行, 而且很多电缆在投入运行后很少有过维护。载流量是重要的电力电缆线路参数, 高压电缆突然出现过载, 大量电流回流会导致输电线温度急剧升高, 造成介质发热不稳定, 氧化降解反应加剧, 分子微观结构发生变化, 各项性能指标大幅度下降。并随着高压电线网络急剧扩散, 高压输电线路将会因不堪重负而烧断。尤其是在运行条件恶劣、散热条件不好的环境下, 高负荷运行的电缆会产生大量的热量, 电缆温度会急剧上升, 这会加剧电缆老化的速度, 造成极大的安全隐患。这就要求我们必须建设科学合理的输电网络, 加强管理, 科学规范的进行电力调度, 采用多种检测技术, 全方位检测电网负荷, 使其长期、稳定、高效、安全的运行。

3. 结语

电缆供电是目前普遍采用的一种供电方式, 电力电缆作为电力系统中的一个重要组成部分, 它的安全稳定运行, 是国民生产生活的基本保证。高压电缆已成为整个电力系统中不可或缺的重要组成部分, 为了确保供电可靠性, 必须从电缆的生产制造、规划设计、安装调试、竣工验收、运行维护等各个阶段, 采取实质有效的措施, 对高压电缆进行精细化管理, 全方位、多角度防止电网出现故障。同时, 还应引入先进的在线监测技术设备和管理理念, 加强电力高压电缆的管理工作, 建立相应的巡查机制, 及时对高压电缆进行管理和维护。确保高压电网安全可靠、节能经济、高效稳定的运行发展。

参考文献

[1]李浪.高压电力电缆故障原因分析和实验方法的研究[D].成都:西南交通大学, 2013.

[2]陈汉.城市电网高压电缆运维技术探讨[J].山东工业技术, 2014 (20) 173

[3]王家俊.城市电网高压电缆运维技术探讨[J].中国高新技术企业, 2014 (32) 70-71

高压电力电缆故障分析 篇2

2.高压电力计量系统的基本原理

高压电力计量系统分为——高压供给低压电力计量形式和高压供给高压的电力计量形式，在电力系统的发、输、供这一系列过程中，电力计量系统在整个高压电力计量系统是及其重要的，高压电力计量系统的主要组成部分分为：（CT）、（PT）、计费电能表和二次连接导线等四部分组成，四部分构件中在高压供电过程中，有任何元件发故障，都会致使整个计量系统出现不良现象。高压电力统计计量系统的基础原理：用电能表的两个，或者三个计量单元，以电流电压互感器、电能表及二次导线组成电量计量装置，将整个电力统计计量系统和用户电网系统连接在同一线路上，当电力统计计量系统各元部件电力负载发生突变时，或有故障发生时，主要判断的依据是网络阻抗的变化来判断电力计量系统运行状态，基于电力统计计量系统的基本原理，可以判断出电流和电压互感器为电力计量系统中及为重要元部件，而电力计量系统的基本工作原理是建立在互感器的连表计量技术基础上，进行电力的计量及记录工，逐渐提高电力供电公司的运营效率和质量。

3.高压电力计量系统主要故障分析

3.1 接线故障

高压电力计量系统内部接线方式十分的繁琐复杂，尤其对于三相有功电能计量系统来说，由于采用了三相三线制接法，其中连线方式有4071多种，其中只有唯一的一种连线方法是正确的。所以，连线正确与否是高压电力计量系统故障重要引发原因之一。一般来说，高压电力计量系统连接故障分为三种：①由三相电能表内部接线失误导致的故障;②电压互感器或电流互感器内部接线失误导致系统失常;③电流互感器发生短路造成的故障。在现实操作中，电能表错误连线方式繁多，增加高压电力计量系统故障发生率。例如，直接接入式单相电能表接线方式就有15种错误的连接方式;因电流互感器接入到单相电能表就有二十种接线方式;由电流互感器引线到三相三线电能表则有709 种错误接线种类;由电压互感器、电流互感器引线到三相三线电能表有4071 种错误接线类型;采用互感器间接、或者直接引线到三相四线电能表错误接线种类介于5055～12655 种之间。根据上方撰述，接线方式的错误是导致高压电力计量系统产生故障的主要因素之一。

3.2 电能计量系统运行故障。

影响电能表计量正常运行的原因与电压、电流、功率因数和时间因素相关。其中任何一种因素都会导致电能表运行异常。电能表自身机械故障也是影响计量精确性的因素之一。根据电能表工作原理，将电力计量系统故障分成为电压型故障、电流故障、计量内部接线故障、移相型故障、扩差型故障等四种故障类型。电压型故障：电压回路接线不正确导致的计量故障。例如某相意外断开导致失压;某相虚接导致电压偏低，使得电能表不能正常运转。电流型故障：电流回路接线不正确导致的计量故障。例如出现短路或开路CT 二次侧情况就会导致计量系统内部电流量偏小，影响计量精度。移相型故障：计量系统内部接线更改导致相位异常故障。例如PT一次侧错接导致相位失常;CT二次侧漏接导致相位失常等。扩差型故障：计量系统内部误差也会导致计量精度下降。例如私自改装电表导致计量表内部结构被破坏;外力负荷导致电表零配件损坏等。

3.3 人为故障

人为因素也是导致高压电力计量系统故障的主要原因之连接导线的质量问题，或者在长期的使用中出现老化、精密度降低、破损等不良情况，造成电力计量仪表不能正常工作，甚至影响到电力计量的精确性。造成故障产生的人为原因，主要表现在：三相电能表连线错误导致电流和电压的错误;电流互感器一次、二次回路连线时隔离开关调试CT一次、二次回路中接线端子数量的增加，导致接线端子连接不紧或者出现腐蚀现象，出现电流互感器一次和二次回路短路故障或者电CT两次相间短路，使电力计量电能表不能形成通路，这将会影响电力计量统计的正确性;因为电力统计计量系统的结构设计不合理，对CT、PT二次回路连线接触面设计较小，而在二次回路上没有采取用颜色和编号进行有效的区别，这样容易造成CT一次、二次回路接线的错位，导致电流互感器、电压互感器二次回路连线断开或短路故障，使电力计量系统失效，这样严重影响了电力计量数据的精确性，又无法及时效正电力计量中数据存在的误差。

4.高压电力计量系统的检测方法

首先，通过对高压电力计量系统产生故障原因进行分析，电力计量系统电压不稳定，三相交流电的相位出现异常，在电压回路过程中电压互感器电压回路线路连接错误，这就造成了电压互感器欠压、母线欠压，最终导致电力计量系统的计量不准确，因而采用在线监测方式，安装微处理器装置，可以迅速采集到故障信息的反馈。还要加强对计量装置的检测，当相电压和相电流出现异常时，能迅速判断出故障发生的位置。其次，就优先考虑应用先进的信息处理技术，完善电力计量电能表信息应用平台，定期检测电力计量台账信息准确和完整性。此外，为了能够及时查出电流故障所发生的位置;因为当功率出现非正常时，一般情况下用户的电力设备的功率也会发生变化，当超出设备功率变化超过10%的合理范围时，需要对电力计量系统进行在线检测、排查和检修。干式三元件高压计量箱，即一次为a、b、c三个抽头、无n，而二次除有a、b、c有n，电表用3*57.7/100 V、3*1.5（6）a的，很多县级企业都在用。根据dl/t-2000《电能计量装置技术管理规程》规定：“连接中性点非有效接地高压线路的计量设施，适合采用两台电压互感器，且按vv连线方式”。采用YNyn连线方式三相电压互感器，当系统工作状态突然发生变化时，可能引起并联谐振。

②当电能表三相电压中有任两相断相后，电能表应能正常工作;对于三相三线电能表，当电能表三相电压中有任一相断相后，电能表应能正常工作。这里所说的能正常工作是指三相表发生故障后三相只是还在计量，但不是正确的计量。

5.结语

高压电力计量系统故障会影响电力企业经营效益，不管是何种故障，都会导致重大的经济损失。随着信息技术不断发展和进步，电力计量系统故障检测技术也在不断改进和优化，希望今后有更多的学者投入到这方面的研究中，利用现代科技技术提高电力计量系统故障检测水平。

参考文献：

[1]蒋庆奇，冯炳文.电网建设工程危险点预测与预控措施[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2]顾济江.110 kV输电线路工程设计施工问题探讨[J].广西电业，2013，（7）：58-59

高压电力电缆故障分析 篇3

1 高压电力电缆的故障原因

1.1 高压电力电缆自身问题及超负荷运行、机械损伤

自身质量问题是高压电力电缆发生故障的主要原因, 在潮湿的环境中, 电缆很容易进水受潮, 削弱其绝缘性, 引发击穿事故, 对人们的生命和电气设备安全产生威胁[1]。另外, 在高压电力电缆的运行中, 长期处于超负荷的状态也很容易引发故障, 在电力产量增加的同时供电负荷也逐渐加大, 在日常的电力运作中, 如果存在电缆电压选择不合理或者有高压突然窜入、外部环境恶劣等问题就会容易出现电缆故障, 而且当电力电缆的保护层受到腐蚀气体的破坏或者靠近温度很高的热源的时候, 电缆就会产生运行问题, 特别是处于高温天气的时候, 电缆会出现过多的热量, 散发不及时会使电缆加快老化, 破坏其绝缘强度, 增加高压电力电缆的安全隐患。由于机械损伤出现的电缆故障属于最为常见的问题之一, 主要包含在安装过程中以及遭到外力作用、车辆碾压等方式形成的电缆变形或者损伤, 既会影响电缆的接头状态, 还会使高压电力电缆的绝缘性能降低。

1.2 高压电力电缆的施工故障

安装和施工不合理是造成高压电力电缆故障最常见的一个原因, 在电缆敷设过程中, 施工人员没有规范地进行施工, 会对电缆的使用寿命造成不利影响[2]。高压电力电缆运行中的施工故障一方面表现为电缆表面的破损, 在电缆施工中如果操作方法不当就容易使其表面出现破损, 进而会导致电缆内部有水进入, 增加了安全事故的发生几率。另一方面电缆接头的密封性不好也会出现运行故障, 在电缆的敷设中, 如果工作人员对电缆中的接头没有进行正确的密封处理, 那么当电力电缆处于潮湿的工作环境时就会有水分进入其中, 对电缆的绝缘功能造成破坏。如果电缆的长度比较长, 在施工中容易出现两个电缆的导体连接管处理不规范的问题, 出现接触不良的情况, 而且在电缆上还会产生毛刺或者尖角影响使用。在电缆的敷设中还会因为工作人员的随意施工造成接头处理不良的问题, 比如在很短的距离之间设置几个接头, 对其稳定、安全的运行影响很大。

2 高压电力电缆的故障分类

在高压电力电缆的运行中主要存在闪络故障、断线故障以及接地故障、复合型故障这四种类型, 闪络故障通常是因为电缆长期在超负荷状态下工作造成的, 在高电压的环境下容易出现击穿的问题, 当这种情况发生时高压电力电缆可以及时对击穿部位进行封闭, 其绝缘能力也可以缓慢的自我复原。断线故障中电缆中的导体的绝缘性能都良好, 但是导体的连续性上会存在一个或者几个导体没有连通的情况, 这样就会造成故障出现, 常见的有单相断线、二相断线等形式。高压电力电缆的接地故障是最常发生的一类问题, 主要是发生电缆一相或数相的导体发生击穿情况, 从而引发的贯穿性的绝缘问题。而电缆的接地电阻主要有金属性接地以及高阻、低阻的接地故障类型, 主要是以100kΩ作为分界线的, 发生这种故障的时候通常导体的连接状态是正常的。另一类是复合型故障, 只要电缆具备两种或者两种以上的故障类型都属于复合型, 比如接地断线、闪络短路等都属于复合型故障。

3 高压电力电缆故障的诊断处理

3.1 高压电力电缆故障的测声法诊断

测声法是指按照高压电力电缆发生故障时发出的放电声音来寻找故障源的一种方法, 这种检测方法在电缆的芯线发生闪络放电故障的查找中比较适用[3]。在对高压电力电缆实行测声时需要用到直流耐压的相关设施工具, 这种设施可以给电缆中运行的电容器充电, 使其能够达到相符合的电压值, 这时检测设备的放电间隙就会给故障发生位置的线路实行放电, 而故障线路转而就会对绝缘层进行放电, 而且会出现“滋滋”的声音, 对那些在平地上的电缆检测可以直接进行测声法诊断, 当高压电力电缆被设置在地下的时候, 首先应明确其具体方向, 保持周围环境的安静, 借助医用听诊器或助听器等音频工具进行检测, 将工具贴近地面, 按照电缆的敷设方向进行查找, 当出现“滋滋”声时就表示找到了故障所在, 这种方法的使用过程中, 工作人员需要尤其注重自身的安全, 可以通过在电缆末端或者设备末端采取监视的方法来保障其人身安全。

3.2 高压电力电缆故障的电容电流测定法

高压电力电缆在运行中, 其芯线对地和相邻芯线之间存在很大的电容, 这些电容在电力电缆中分布均匀, 电缆越长电容量越大, 电容电流测定法可以准确检测出电缆芯线断线的故障点[4]。在电容电流故障检测方法的应用中需要准备一个交流的毫安表以及一个电压表、一台单相的调压器, 在检测过程中应该先使用毫安表对电力电缆每一相的芯线电容电流数值进行测量, 包括首端与末端两方面的数值, 然后对故障芯线与运作良好的芯线两者之间的电容比进行计算, 按照具体的计算数值来对高压电力电缆芯线中出现的大体断线位置进行基础性的判定。使用电容量的运算公式可以得到相应的结果, 那就是在频率以及电压稳定的状态下, 电容量与电流的数值是成正比的, 而且高压电力电缆中的工频也是恒定的, 那么在这种方法进行故障的诊断中, 使电压数值保持恒定就可以了, 那么, 其中计算电容电流之间的数值比就是, 电缆芯线断线位置的电容量和正常芯线电容量的数值比, 需要注意的是保持电缆长度的准确性, 对电流数值的读取也要正确, 可以减少结果的误差。

4 高压电力电缆故障的预防对策

根据高压电力电缆故障产生原因来进行探究, 为了提高电缆运行的安全性与稳定性, 有效地降低故障的发生概率, 故障诊断人员应采取合适的措施进行故障预防, 使得高压电力电缆的使用寿命能够得到延长, 使其运行也能够保持在稳定、良好的状态之下。在实际的电缆电缆管理工作的开展中, 需要加强对电缆的日常维修, 对具体的各项参数进行记录进行归档, 增加安全检查的次数, 对于那些经常出现故障的位置, 应该适当的增加检查次数。此外, 还应该强化企业各部门间的交流联系, 通过开展协调会议来对高压电力电缆的施工位置及注意事项进行明确, 达到施工团队之间的协调发展, 在施工中加强对电力电缆设施的保护。

5 结束语

高压电力电缆在直埋的过程中其具体的条件会受到通道周围的环境的影响, 电缆发生故障的几率比较大, 而且具体的故障查找起来比较难, 通过对电力电缆的故障进行分析了解, 可以更加准确地对故障的性质进行判断, 从而使用适当的处理手段, 及时地找到故障位置, 可以有效地减少电缆线路的停电时间, 使得高压电力电缆能够以更加安全、稳定的状态运行。

摘要：高压电力电缆属于大型电气企业中的核心设备的组成部分, 主要具有维护工作量小、稳定性高等特点, 但是在电力电缆长时间的运行过程中以及其他外界因素的影响, 再加上检修工作中存在的不规范操作, 很容易使其出现故障问题, 在对故障进行诊断处理的时候, 需要检修人员快速、准确的找到故障位置以及对故障的性质进行归类, 以便于高压电力电缆能迅速的恢复正常运作。

关键词：高压电力电缆,故障,诊断处理

参考文献

[1]卞佳音.高压电力电缆故障监测技术的研究[D].华南理工大学, 2012.

[2]吴宜文.高压电力电缆故障的起因诊断和处理[J].自动化与仪器仪表, 2012, 3:173-175.

[3]何小俊.高压电力电缆故障分析及诊断处理[J].机电信息, 2014, 12:22-23.

高压电力电缆故障分析 篇4

关键词：高压电缆；绝缘电阻；电缆接头；故障查找

0 引 言

新屯矿地面至井下各中央变电所共有入井高压电缆7趟，电源分别来自地面35kV变电站，井下变电所双电源分别来自地面35kV站的两段母线。其中，-450中央变电所有入井高压电缆2趟，分别是地面35kV变电站656#至-450中央变电所2#，MYJV22-6 3×185mm 5000m和645#至-450中央变电所1#，MYJV22-6 3×185mm 5000m，另外-450中央变电所还有一趟备用电源，来自井下-190中央变电所8#至-450中央变电所0#，MYJV22-6 3×185mm 2200m。

1 事情经过

今年4月份，冀中能源峰峰集团新屯矿在做地面35kV变电站656#至-450中央变电所2#，MYJV22-6 3×185mm 5000m电缆的高压预防性试验时，遥测该趟电缆绝缘值三相相间分别为2500MΩ、2500MΩ、2500MΩ，对地绝缘分别为A相1500MΩ、B相为1500MΩ、C相为200MΩ。随后进行了该趟高压电缆的耐压试验，试验电压DC 15000V，其中C相在升压至6000V再向上升压时，无法再进行升压，同时泄露电流集聚增大，试验人员发现该情况后随即停止了该趟电缆的耐压试验，用摇表再次遥测该高压电缆，发现此时三相相间分别为2500MΩ、2500MΩ、2500MΩ，对地分别为A相1500MΩ、B相1500MΩ、C相<1MΩ。判断该趟高压电缆一相对地击穿，已无法再进行送电。

2 采取的措施

2.1 立即通知-450中央变电所修理工拆开2#高压隔爆开关电源侧电缆三相电缆头，并对电缆头用稀料擦拭干净后重新遥测该趟电缆绝缘值，发现绝缘值基本没有变化。随即判断是由该电缆本身故障造成，因无法立即恢复该趟高压线路供电，立即启用了另外一趟高压备用线路进行供电，即使用了自-190中央变电所8#至-450中央变电所0#线路。

2.2 联系新屯矿相关技术人员、主管区长、现场经验丰富的技师、班工长共同商讨解决方案，组成了该项目的临时攻关小组。小组决定立即安排修理工去查看该趟高压供电电缆的完好情况，并随手做好详细的记录。第二天安排矿机电区电气技术员、实习技术员等组成的一组人员去查看该趟高压供电电缆，即通过两批次不同人员的查找和确认，将该趟高压电缆确信无疑的标示出来。随后联系电缆故障测试仪厂家技术人员进行技术咨询，最终基本确定了该趟高压电缆的故障点位置。

3 查找高压电缆故障点方法

3.1 试验方法：采用电缆故障测试仪查找电缆故障，利用我矿现有高压预防性试验仪器和电缆故障测试仪中的高压组件箱、DMS-B型定点仪对电缆故障点位置进行精确定位。其原理是将冲击高压电源送至电缆故障线使其故障点产生放电，产生振动声波信号，并采取适当拉开高压组件箱球隙间距，提高冲击电压数值的方法增大电缆故障点放电声音，使用DMS-B型定点仪进行电缆故障点的声音定点探测。

3.2 试验仪器包括：GY50/5-高压试验控制箱、YDSB轻型高压试验变压器、MF47型万用表、ZC-7型绝缘电阻表、高压组件箱、DMS-B型定点仪、高压验电笔、高压定相仪等。

3.3 试验原理图：

3.4 试验步骤：通过仔细阅读电缆故障测试仪使用说明书和向厂家技术人员咨询，我们基本掌握了高压组件箱中两个放电金属小球的放电间隙调整方法，按3000V/mm进行调整，在实际测试时我们首先按2mm进行调整，即先升高电压至6000V进行电缆的高压击穿试验，现场我们就听到了高压组件箱中两个高压小球的放电声音，随后我们戴上电缆故障定点仪倾听放电声音，调整试验电压值使放电声音每隔数秒中放电一次，并熟悉、牢记该声音。然后我们矿方技术人员下井戴上电缆故障定点仪去井下查找该故障电缆的故障点，无果而返。第二次试验时将高压组件箱中两个放电金属小球的间隙调整至5mm，将查找电缆故障的测试电压升高至15000V，同时通过调整试验电压数值使高压组件箱中放电金属小球的放电声音每隔数秒钟放电一次，同时安排了两名电气技术人员用电缆故障定点仪下井去倾听、查找电缆故障点位置，最终在皮带机道中发现了该趟高压电缆一个电缆冷缩接头处有较清晰的异常放电声音，初步判断该电缆在此电缆接头处有故障。

4 电缆故障的处理与恢复

4.1 断开高压电缆接头

通过商讨决定，在井下皮带机道疑似故障点处断开高压电缆，然后去掉一段有故障的电缆后重新将电缆连接起来。为了减少不必要的麻烦，我们在-450变电所和地面35KV站各安排1名修理工盯住该趟高压电缆的两端，在该高压电缆两端各封地线，各悬挂“有人工作，严禁送电”字样警示牌，严禁任何人给该趟电缆送电，然后主管区长和工长、技术员去现场进行高压电缆的断开工作。在锯断该故障电缆之前，并做好现场安全措施的前提下，在用电缆故障定点仪判定的故障点位置附近至少楔入3根长钢钉，钢钉应穿透电缆芯线，在打完钢钉之后如没有发现异常，将锯与地线一端可靠连接，戴上绝缘手套锯断该高压电缆。

4.2 连接高压电缆接头

断开该高压电缆接头后将接头全部去除，然后分别剥开电缆接头电话联系-450中央变电所和地面35KV站修理工分别将该趟电缆两端的封地线拆除，然后分别遥测自断开处往下至-450变电所的电缆绝缘值和至地面35KV站段的电缆绝缘值，经遥测该两段高压电缆的三相芯线相间绝缘均为2500MΩ，对地分别为A相1000MΩ、B相2000MΩ、C相1500MΩ和A相1500MΩ、B相1500MΩ、C相1500MΩ，经过现场处理电缆接头后，我们临时使用高压接线盒将刚刚断开的两段高压电缆连接起来，并将高压电缆的地线引出，将高压接线盒地线与临时安装的局部接地极连接好。

4.3 空载线路试送电

通知井下-450变电所修理工再次遥测该趟高压电缆绝缘值，经摇测电缆三相相间绝缘值分别为AC相：2200MΩ，BC相：2000MΩ，AB相：2300MΩ；对地绝缘A相1000MΩ，B相2000MΩ，C相1500MΩ。联系地面35KV变电站进行该趟高压线路的恢复送电工作，此时井下-450变电所2#高压隔爆开关严禁合闸，且该趟电源线不得与高压隔爆开关接线腔中接线柱进行连接。

5 该趟高压线路定相与恢复送电工作

因该趟高压电缆中间重新做过接头，-450中央变电所内有两趟来自地面35KV站的高压供电电缆，两趟高压电缆在-450中央变电所内通过联络高压隔爆开关汇合，因不能确定新连接好的高压电缆是否与原来供电的高压电缆三相电源是否同相位，在使用该趟高压线路供电之前必须进行高压定相工作。因此使用高压定向仪在-450中央变电所内2#高压隔爆开关电源处进行该趟电缆的定相工作，在做该项工作之前需提前在该电缆的三相芯线上做上标记，定相时每确定一相后在记录本上做好标记，待三相均定好相之后做好一次完整记录，为确保万无一失，有必要再进行定相一次或安排可靠的人员进行监督，定相完毕后，联系地面35kV站停该趟高压线路电源，进行该趟电缆与变电所高压隔爆开关的接线工作，接线完毕后，联系地面35kV站恢复该趟高压电缆的正常供电。经现场送电，送电后该趟高压供电线路运行正常。

6 结语

通过本次查找高压电缆故障，我们得出如下经验：每年进行高压预防性试验时，必须提前遥测电缆绝缘值，测定电缆吸收比，对于电缆中间接头多，绝缘性能差的电缆不再进行耐压试验。必须严格按照操作规程和停送电程序操作，工作时执行好施工措施，严禁冒险作业。强化职工与管理人员责任心，在日常工作中加强对各电缆冷缩接头的管理、查看与定期检查工作，日常维护到位。严禁长时间过负荷和甩掉开关的保护使用电缆，维护好井下电缆。平时的基础工作应做到位，管理上应到位。日常工作当中要加强学习，及时总结工作经验、吸取事故教训，不断改进工作方法、提高效率，增强自己的业务能力和责任心、执行力。

参考文献：

[1]DMS-B型定点仪使用说明书.

高压电力电缆故障分析 篇5

随着社会的进步和经济水平的提高, 我国电力系统也得到了快速发展。电缆线路, 尤其是交联聚乙烯电力电缆, 以其结构简单、负载能力强、机械强度高、绝缘性能好且易于安装、施工和维护等优点, 逐渐取代了架空线路, 成为高压输电线路的重要组成部分。然而, 由于高压电缆往往埋在地下, 故障的分析判断与故障点的查找比较困难。如何快速地判断故障的原因及位置, 尽快排除故障, 恢复供电, 具有非常重要的现实意义。本文结合笔者的工作经验, 对高压电缆的故障分析判断与故障点查找谈谈自己的看法, 以供同行参考。

1高压电缆故障概述

1.1电缆老化, 绝缘性能下降

电缆在投入使用一段时间后, 其绝缘性能就会大大降低, 这是由于电缆绝缘老化导致的, 这个阶段电缆的故障率会大幅上升。老化是指电缆的绝缘材料在一定的内外因素的综合影响下发生物理与化学反应, 使得材料的物理性能出现不可逆转的下降, 最后丧失其使用价值。高压电缆投入运营以后, 会受到电、机械、光、热以及化学等因素的作用而发生老化, 影响运行寿命。老化的原因主要有局部放电、电树枝老化、水树老化和热老化。对于高压电缆, 运行时间超过30年的老化属于正常老化, 而由于各种因素在较短年限内发生的老化属于过早老化, 其主要原因有以下几点:

(1) 电缆选型不合适, 长期超负荷工作, 大大加速了电缆的老化进程。

(2) 线路靠近热源, 使电缆局部或整体长期受热, 引起热老化。

(3) 电缆周围环境中有能与电缆绝缘层发生不利化学反应的物质, 从而引起电缆过早老化。

1.2附件故障

若不出现人为破坏和自然灾害等影响, 电缆一般都能稳定运行。电缆最容易出现故障的就是电缆之间的接头和终端这类附件处。电缆附件的制作工艺要求很高, 气孔、杂质等要严格控制在一定范围内, 若达不到要求, 电缆在运行过程中就很容易引起局部放电和绝缘击穿。附件故障具体原因有以下几个方面:

(1) 电缆的中间接头、终端制作质量不高。例如在剥离半导体、导线压接、电缆接头与密封、导体连接管压接、终端或中间接头金属屏蔽层接地的制作过程中, 工艺不符合相关技术要求, 从而引起故障。

(2) 选材不当很可能导致电缆附件的热膨胀系数和本体相差较大, 这就很容易造成电缆附件和本体不能同时收缩膨胀, 致使密封性能降低, 导致水分或空气进入电缆附件中, 造成短路故障的发生。

(3) 制作电缆接头时忽视周围环境湿度, 导致击穿事故发生。电缆接头制作过程中若周围环境湿度过大则很容易破坏电缆的绝缘性能, 甚至形成贯穿性通道, 引起电缆击穿。

1.3电缆护层故障

电缆护层的存在是为了保护电缆主体免受侵蚀损坏。电缆敷设过程中一般都选择最短路径, 因而很可能途经各种复杂的腐蚀环境。电缆的外护套就是为了使有金属护套的电缆免受环境侵蚀, 对无金属护套的电缆还能起到密封的作用。电缆护层还应保证良好的绝缘性, 使有金属护层的电缆能保证对地绝缘, 避免在金属护层上形成感应电压。

电缆护层故障会引起金属护层环流增大, 对电缆传输容量构成影响, 也会导致空气和水分与金属护层接触发生腐蚀反应, 进而危害电缆主体。电缆护层故障原因主要有以下3种:

(1) 电缆本体及附件在生产过程出现质量问题, 电缆护层有缺陷。

(2) 电力电缆施工时没有严格按照工艺要求进行, 施工质量较差, 导致护层故障。

(3) 由于市政、地铁、房地产建设等野蛮施工, 电缆护层受到外力破坏。

2故障分析与故障点查找

2.1电缆故障分析

电缆故障一般可分为高阻、低阻故障;闪络、封闭故障;接地、短路、断线, 混合故障;单相、两相、三相故障。电缆故障分析需要先判断故障的类型, 并根据故障的原因做进一步检测, 以节省时间, 提高诊断效率。故障的粗测和精测也需要检修人员根据实际情况进行选择, 这样才能更为有效地掌握故障情况, 从而有利于进行进一步的综合诊断。

观察故障现象并进行分析一般能对电缆故障的性质进行初步判断。比如说电缆发生的是短路故障还是接地故障能依据故障现象进行判断, 但具体是两相短路还是三相短路亦或是混合故障则无法准确分析。对故障进行初步判断后, 就应进行绝缘电阻的测定或导通试验, 从而进一步判断故障类型。测量绝缘电阻, 就是使用兆欧表 (1kV以下的电缆用1kV的兆欧表, 1kV以上的电缆用2500V的兆欧表) 来测量电缆线芯之间和线芯对地的绝缘电阻;导通试验则是将电缆的末端三相短接, 用万用表在电缆的首端测量线芯之间的电阻。

2.2电缆故障测距

(1) 电桥法。电桥法是一种经典测试方法, 操作简便、测量精确度高, 适用于除高阻和闪络型故障以外的其他故障检测。这是因为一般灵敏度的电表无法检测出高阻故障导致的微小电流。故障电阻甚至会由于故障点烧断而升高, 亦或是故障电阻过低导致永久短路, 这都影响后期放电声测法测定具体的故障点。

(2) 低压脉冲反射法。运用低压脉冲反射法测试时, 向电缆注入一低压脉冲, 该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点, 如短路点、故障点、中间接头等, 脉冲产生反射, 回送到测量点被仪器记录下来, 通过识别反射脉冲的极性, 可以判定故障的性质。这种方法可用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测距, 因此比较简单和直观, 同时不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。根据脉冲反射波形还可容易地识别电缆接头与分支点的位置, 但其不能用于测量高阻与闪络型故障。

(3) 脉冲电压法。高阻与闪络性故障常用脉冲电压法测定。这种方法使用了半个世纪之久, 测定一直很精确。这种方法是对故障电缆通入直流高压或脉冲高压信号使故障处击穿, 通过测量观察点和故障点之间脉冲电压的间隔时间确定故障点位置。这种方法不需将故障点烧穿, 且测试速度较快, 测试过程也相对简单、易于操作, 因而对电缆故障检测有重大贡献。

2.3故障点的精确定位

通过以上几种方法进行电缆故障测定后, 可对电缆故障发生的位置有一个模糊的定位, 但进一步精确定位故障可使故障的排除工作更加便捷。在进行电缆故障精确定位前, 要先了解电缆材料的具体信息、电缆敷设的方位走向以及接头位置等。如果原始施工资料不齐全, 即使知道电缆的故障距离, 也不知道具体位置, 则可借助电缆路径探测仪先测定电缆的具体敷设路径, 再进行下一步的动作。

利用声磁同步法可测定高阻和闪络型故障发生的具体位置。在电缆一端施加高压脉冲后, 故障点会发生伴随声音信号和电磁信号的放电, 由于交联聚乙烯电缆内部存在大量无规则的气隙, 放电时击穿处发出的声音会在电缆的填充物内漫射。这种方法最好选择在夜间比较安静时使用, 既能收到明显的磁场信号, 还可避免噪声对放电声音的影响, 有利于监听具体的故障位置。

对于故障电阻小于10Ω的低阻型的特别故障, 放电声微弱, 甚至没有放电声, 这时声波检测仪器就会丧失作用。这种情况下, 可在电缆故障相注入冲击电压信号, 冲击电流经过故障点后流回电源, 由于电磁耦合作用会感应出磁场, 可通过电缆路径仪器或磁场感应仪器从电压发射器的一侧开始测量, 磁场信号明显变弱或突然中断消失的地方就是故障点。

3结语

在高压电缆故障中, 电缆接头处的故障占了比较大的比重, 这种故障肉眼就能很快发现, 易于检测, 而线缆中间段的故障检测难度则比较大。作为现场测试人员, 一定要加强学习, 注意分析各种故障波形与正常波形的区别, 在实际工作中认真总结、积累经验, 提高故障分析与检测的水平。

参考文献

[1]戴静旭, 刘杰, 王彦伟, 等.高压电缆故障原因分析及对策措施[J].高电压技术, 2004 (Z1)

高压电缆故障原因分析及对策措施 篇6

关键词：电缆,故障,应对措施

1 高压电缆故障原因分析

1.1 设计不足

设计师在设计过程中设计水平较低, 在重要的设计场所对于电源、贯通电缆、电缆故障等问题没有设计备用电源, 方便专业人员快速进行维护的措施场地。配电所的电缆没有进行单独的运行管道设计, 较长的电缆没有设计电缆中间站或者对接方式。设计中设计图纸相对于简单, 仅仅给出电缆的大体路线、数量、产考标准等, 对于重要的电缆没有进行标注和说明。

1.2 产品质量存在偏差

厂家在对于电缆生产的质量没有办法进行保证, 经常出现绝缘偏心、绝缘厚度不均匀、绝缘内部有杂质、电缆防潮水平不高、电缆密封效果不良等问题。有些问题更加严重的是在运行过程中出现故障, 大部分电缆系统在运行过程中都有程度大小不等的故障, 导致电缆安全问题一直是电力系统运行的隐在性问题。个别厂家也出现过同种型号电缆两端色标不相对应, 按颜色进行施工, 竣工后发现无法正常使用。

1.3 施工水平不高

在电缆事故中因为电缆施工未达到施工标准的案例不在少数, 因为电缆多数施工环境条件差, 施工过程中电缆大部分暴露在空气中, 电缆防潮性能差, 电缆绝缘层进入水分, 工人在不知情的情况下进行安装, 对于以后的电力输送具有较大的安全隐患。高压电缆在施工过程中有中间施工这一过程, 由于工人施工水平不高, 在施工过程中电缆绝缘层有肉眼不易观察的划痕和污渍, 导致细小的沙粒进入电缆中, 出现运电故障。除了以上两种在施工过程中存在的问题, 也有如:没有按照施工规范要求进行施工、电缆线路选择不合理、发现电缆外皮损坏为未进行更换、未进行绝缘处理等原因, 造成电缆在运行中出现各种故障。

1.4 后期维护不善

在电缆运行中, 相关的工作人员没有每年对于电缆进行排查, 大部分的电缆都已经超过最大维护期, 导致工作人员对于电缆上面重要信息掌握情况不足, 如电缆上面的电阻、电压等重要数据, 电缆绝缘性能下降未能及时发现, 容易发生电力系统故障。在设计时, 由于对于电缆、电缆标注等位置标注不清, 字迹模糊, 导致外部施工破坏电缆。在电路系统设计中, 没有将设备安保人员进行分配, 导致电缆附近如果有施工活动, 附近的送电所不能及时发现, 进行相对应的建筑改造, 出现破坏电缆系统。

2 高压电缆故障应对措施

电缆在施工过程中主要采取直接填埋或者建造电缆沟方式进行填埋, 其建造方式决定了电缆在以后的故障探测和故障排除等方面进行困难, 发现故障, 专业人员不能够在短时间内对于故障进行排除, 恢复供电要求。根据以上原因, 在今后的设计、施工、运行中应加强对于提前措施的解决, 减少问题发生概率, 提前做好故障排除, 减少故障解决时间, 确保人民群众用电安全。

2.1 加强与设计单位的交流

在工程设计初期, 应加强与设计单位的交流, 将设计中的重点如:重点场所的电源线、贯通电缆、地形复杂和电缆发生故障不方便恢复等路段要设备怎样的备用电缆和备用通道、大型电缆的类型、颜色标识、电缆等重要设备的要求。让设计单位设计出符合电力对于电缆运行的要求, 让设计单位树立工程设计的工作理念, 掌握设计要求和相关部门文件, 将设计与实践进行紧密结合, 将设计达到电力部门的要求, 确保电力系统中电缆运行的正常。

2.2 电力部门进入施工现场

在工程进行的初期。安排相关工作人员进入到施工现场, 工作人员对于在施工过程中可能出现的问题有着丰富的经验, 熟悉设计图纸中的内容和相关要求, 掌握电缆施工要求。工作人员应该对于重点场所进行重点监督, 在重点场所、工艺、工序和隐秘性工程进行时, 工作人员应该进行在旁监督, 及时发现施工过程中存在的问题, 进行及时解决。相关工作人员在施工过程中应特别关注以下几个方面:①电缆施工过程中是否按照施工图纸进行施工。②电缆施工中各站之间的协调工作是否做好, 减少因为工程过程中协调工作没有做好出现的二次甚至多次进行工程工序调整等问题, 造成电缆外部受压、电缆出现埋在永久性建筑物下等以后运行中出现的隐患。③电缆施工与其他电缆工程运行是否协调。不同电压等级的电缆, 在运行方面也存在着性能不同, 建筑沟渠要求不同等规定。如果在运行中出现电缆交叉, 一旦出现故障, 将损伤到其他电缆系统, 增大故障影响范围, 出现安全隐患。配电所等重要部门的电源线、贯通电缆等重要设备应进行单独安装, 避免因施工过程对于电缆造成伤害。④对于电缆过程中最易发生故障的电缆绝缘性部位进行重点排查, 在电缆端点制作过程中, 相关人员应督促施工人员在空气条件允许的情况下进行施工。⑤在城乡结合点或者站区加大电缆标注的埋设。⑥仔细认真的核实施工与图纸间的差误, 图纸路径和实际路径方向、距离是否一致, 电缆路径、标桩对于永久性性建筑的距离、方向是否一致。

2.3 加强对于电缆管理

①加强施工过程中的工艺水平;增加工程验收标准, 特别是对于竣工图纸的要求。②对于电缆正常的巡视和特殊天气下电缆的检查工作, 快速发现并解决问题。③每半年对于电缆标桩进行检查, 及时填补缺失的字符。④对于电缆周围参照物的改变对电缆图纸进行相对应的修改, 做到图纸与现场的高度一致。⑤建立电缆账目, 进行观察每年电缆绝缘性能的改变, 进行及时更换, 提高电缆绝缘性能。⑥加强对于电缆接头的重视, 中间接头是整个电缆系统中最为脆弱的一个部分, 应该采取方便替换的设备, 沿途的沟道应标注清楚。⑦运行中的电缆路线应该向施工方进行清楚的交代, 方便施工方对于电网的保护, 安排相关人员进行定期检查。⑧电缆附近的配电所应该有各种型号的电缆, 作为紧急处理时使用。在运行中的电缆发生故障时, 应对重点路段进行及时排查, 排除湾仔因数后, 采取设备与人工同时排查作业的方式, 不可单独依赖电子设备, 增加故障解除时间。

3 结束语

随着我国经济高速发展, 人们对于国家电网部门的要求正在增加, 国家的交通运输能力加强, 怎样减少电缆事故发生的频率, 怎样防止电缆事故的发生, 怎样减少因事故影响的停电时间, 需要广大的电力部门的工作人员共同努力, 在运行中吸取经验, 在事故中获得教训, 保证国家电力的供电安全。

参考文献

[1]杨爱华, 赵建福.高压终端电缆头故障原因分析及对策[J].中国设备工程, 2011, (4) :29-31.

高压电力电缆故障分析 篇7

关键词：超高压电缆,故障,分析,绝缘复原

1 结构与布置

万家寨水电站220kV系统共6回出线,送往山西电网的3回出线(万方Ⅰ线、万方Ⅱ线及万义线)采用“GIS+220kV超高压电缆+出线平台”模式,其220kV超高压电缆均为澳大利亚OLEX公司的交联聚乙烯电缆,结构如图1所示。

220kV超高压电缆共9根,单根长度为341～388m,其一端与GIS SF6终端相连,另一端经出线平台高压瓷套管(高度为3.22m)户外终端送出。电缆两端波纹不锈钢护套及屏蔽层采用过压保护器和直接接地形式与地网相接,并且从两接地点引出1根回流电缆随电缆主回路布置。220kV超高压电缆布置方式如图2所示(以万方I线为例)。

2 故障现象

2009年12月16日15时20分,220kV万方I线在负载电流近乎为零情况下空载运行时,发生A相接地故障,最大故障电流为7 372.8A(一次值),线路2套主保护(PSL603GCM和RCS931AM)和254开关短引线保护(RCS-922)均快速动作(保护最快10ms动作,52ms切除故障),保护动作情况见表1。主保护及故障录波装置(ZH-2)均测出接地故障点距离约为0.2km,线路出口254开关A、B、C三相正常跳闸。

3 原因分析

根据保护动作报告,并做好相关安全措施后,检查了可能发生故障的220kV万方Ⅰ线超高压电缆,发现A相超高压电缆距出线平台电缆户外终端底部约6m处(该处电缆竖直布置)有明显放电痕迹,电缆主绝缘破损,电缆外护套表面形成25cm×0.5cm左右的开口,电缆开口处墙面有放电时绝缘材料及铜导体熔化后喷出的碳粉及铜屑。由此可初步判断,这是一起因电缆绝缘击穿放电而形成的故障。

随后,又对万方Ⅰ线A相故障电缆进行了绝缘电阻测试,测试数据见表2。

由表2可知,A相主电缆导体已完全接地,回流电缆绝缘正常,主电缆导体已与波纹不锈钢护套及铜屏蔽层连接,这验证了万方I线保护动作的正确性。

又进一步查看故障点及附件电缆,发现故障点及其与出线平台户外终端底部间电缆外表面均存在多处安装时留下的深度为0.3～1cm、宽度不等的损伤性坑洞,而电缆其它部位表面正常。解剖故障点电缆后,也发现放电处周围电缆波纹不锈钢护套、铜屏蔽层及聚乙烯主绝缘层严重变形,绝缘均已被破坏,并且在放电处形成的开口中间部位靠电缆轴芯导体有1个直径为1.5cm、深度为6cm的椭圆形放电孔洞,电缆轴芯铜导体已部分熔化并与不锈钢护套及铜屏蔽层相连。

通过对故障点电缆的解剖和试验分析,同时核查该电缆相关资料,最后认定此次故障是由于安装不当使放电处不锈钢护套及铜屏蔽层严重变形,因此破坏了电缆各层正常绝缘间隙,进而在带电运行时形成了类似树状分布的不均匀磁场,并逐步产生局部放电,最终击穿绝缘。

4 处理方法

4.1 整改方案

由于电缆故障点及户外终端竖直布置,不便于做中间接头和终端接头,并且故障点与户外终端底部间长度为6m的电缆内部还可能存在绝缘击穿隐患,因此选取的最优处理方案如下:

(1)选用的主电缆、附件材料全部由PRYSMIAN(普睿斯曼)提供并现场安装。

(2)在故障点侧电缆水平布置段距户外终端底部14m处做1个中间接头(使用寿命在30年以上)。

(3)除瓷套管不更换外,从户外终端顶部到中间接头处的旧电缆、应力锥、电缆线夹和瓷套管内硅油等相关附件全部更新。

(4)户外终端瓷套管内新硅油充到位后静置48小时(充新硅油前必须对新硅油进行试验,合格后使用)。

(5)安装工序完成后,测试万方I线A相主电缆及其户外终端护套电缆绝缘电阻,并对故障相主电缆进行15min的1.36U0 (172kV)交流耐压试验,非故障相主电缆的交流耐压则以施加不少于12h的工频U0代替。

(6)试验合格后,将万方I线并网投运。

4.2 接头、户外终端处理方法

本次故障处理除了要保证制作接头、户外终端时环境温度在5℃以上(一般要求在0℃以上),湿度在75%以下和防风防尘外,重点应在中间接头及户外终端的制作工艺上。制作超高压电缆中间接头和户外终端的方法属于“绝缘复原(恢复原来的绝缘结构)”技术。

4.2.1 制作中间接头

剥开接头处新旧电缆外护套和金属护套(新电缆剥掉的外护套长度为1 650mm,旧电缆为630mm,金属护套长度比外护套短20cm)→用电热毯将金属护套剥开部分的新电缆加热4h(110℃左右),并校直接头处的新旧电缆(时间不少于4h)→在接头位置剥除两端电缆半导体屏蔽并切削出半导体屏蔽与聚乙烯主绝缘间长50mm的过渡锥面→除去接头两端电缆外护套石墨层(长度为20cm),并套入热缩管及金属护套连接管→削去接头处的聚乙烯绝缘及半导屏蔽层露出中间铜导体(均为6.8cm),并套入接头应力锥橡胶预制件→将中间铜导体穿在铜管内并用电动液压钳压紧(液压压力达60MPa左右)→在压好的铜导体外安装均压罩并与铜导体良好接触→在均压罩外安装应力锥预制件(应力锥内表面必须与均压罩和聚乙烯表面接触良好,无间隙且干净无尘)→在应力锥及接头的其它部分(除露出金属护套外)表面包上半导体膨胀缓冲带→在包好的半导体膨胀缓冲带表面安装铜屏蔽网→在铜屏蔽网表面安装金属护套连接管并与电缆上剥露出的金属护套用铅封接好→在接头处将整个金属护套表面套入热缩管,至此中间接头制作完成。

4.2.2 制作户外终端

将户外终端电缆拉至竖直位置,按瓷套管等的高度定位终端电缆末端位置并除去多余电缆→以终端底部绝缘子下端面为基准点,向下延伸220mm作为起点,剥除该点以上所有电缆外护套层;向上延伸70mm作为起点,剥除该点以上所有电缆金属护套层→用电热毯将户外终端电缆加热(110℃左右)4h→以终端底部绝缘子下端面为基准点,向上延伸635mm作为起点,剥除该点以上部分的主绝缘半导层→剥削出半导电屏蔽层与主绝缘间长50mm的过渡锥面→除去户外终端顶部聚乙烯绝缘及半导屏蔽层露出的铜导体(约10cm),并压接终端尾管→刨光聚乙烯绝缘表面并清理干净→安装应力锥→做好应力锥下部与瓷套管底部电缆尾锥管之间的绝缘、铜网和密封→将瓷套管安装到户外终端电缆外并定位→将电缆尾锥管与电缆金属护套(包括铜屏蔽层)铅封好→密封将户外终端顶部铜导体和瓷套管顶部→在外护套切口向下200mm处,用玻璃片除去外护套石墨层,并以铅封上口为基准点向下包裹数层环氧树脂及PVC→对瓷套管内空间抽真空(真空度需在70Pa以下)并注入硅油(油面距瓷套管顶面50cm),至此户外终端制作完成。

5 结束语

高压电力电缆故障分析 篇8

1 故障概况

黑麋峰抽水蓄能发电站采用联合单元接线形式, 即:18kV侧一机一变, 经过主变升压后, 在主变高压侧, 每两台主变组合成一个联合单元, 经两组地下500kV GIS形成二回进线, 再分别由二回500kV干式高压电缆接至地面500kV GIS设备, 500kV GIS一回出线与500kV出线场设备组成一回输电线路接入500kV变电站。500kV高压电缆差动保护配置情况见图1所示。

2009年5月1日19时30分#1/#2主变间隔50013隔离开关B相气室内部发生对地放电故障, 当时放电短路电流约15kA, 故障发生后, 电站500kV高压电缆差动保护未动作, 140ms后对侧变电站侧线路距离保护Ⅱ段动作跳开变电站侧线路开关切除故障电流 (在发电站侧, 故障点只处在500kV高压电缆差动保护范围内) , 故障后现场检查有明显漏气声。

2 保护动作情况分析及处理

故障发生后, 保护人员到现场查看500kV高压电缆保护装置, 发现保护装置上没有任何报警及动作信号。事后一次专业人员对500kV GIS检查, 发现#1/#2主变间隔50013隔离开关B相气室内部发生对地放电, 此气室已严重损坏, 并同时询问变电站侧得知对侧线路距离保护Ⅱ段动作出口跳闸。综合以上信息判断变电站侧距离保护正确动作切除发电站侧故障电流, 而发电站侧500kV高压电缆保护在故障发生时拒动。从线路故障录波数据分析, 故障时刻B相最大故障电流12.45A (一次电流为15kA) 远大于500kV高压电缆差动保护定值0.5A。

2.1 对保护装置进行电流采样检查

保护装置电流回路示意图见图2所示。

为了完全模拟故障时刻电流情况, 使用继电保护测试仪从GIS侧CT根部, 在B相中分别输入0.20A、0.40A、0.60A、0.80A、1.00A电流 (A相和C相电流回路也重复上述电流回路检查) 。通过上述电流采样试验, 确定保护装置整个电流回路以及保护装置模拟量采样模块均工作正常。模拟量采样数据见表1所示。

2.2 保护装置功能校验

(1) 在高压电缆保护GIS侧, 按照差动保护定值0.5PU, 在电流端子加入三相0.5A电流, 保护瞬时动作, 动作时间25ms, 差动正确动作。

(2) 在高压电缆主变侧, 按照差动保护定值0.5PU, 在电流端子加入三相0.5A电流, 保护瞬时动作, 动作时间25ms, 差动保护正确动作。

(3) 在高压电缆GIS侧, 模拟事故电流, 加入B相电流12A、A相电流0A、C相电流0A, 保护装置告警, 同时闭锁差动保护, 现地单元故障指示灯亮以及中央单元闭锁保护指示灯亮, 差动保护动作不正确。

通过上述模拟试验发现三相同时存在平衡故障电流且大于差动保护定值0.5A时, 差动保护可以正确动作;虽三相存在故障电流且大于差动保护定值0.5A时, 但三相故障电流不平衡且零序电流方向设置错误将闭锁差动保护, 差动保护拒动。根据上述试验结果, 将差动保护定值中零序电流方向Current Dir.Neutral从Direction 1改为Direction 2, 并重复上述第 (3) 步试验过程, 发现差动保护正确动作, 动作时间26ms。最终确认差动保护拒动原因为保护定值Current Dir.Neutral设置错误。

2.3 故障时刻保护装置无任何报警原因查找

经与外方保护软件开发人员联系, 得知500kV高压电缆保护在零序电流方向错误闭锁高压电缆保护时, 差动保护功能为瞬时闭锁, 但保护闭锁告警 (闭锁LED点亮) 需1s时间。因此实际故障时, 变电站侧距离保护Ⅱ段140ms切除故障, 高压电缆保护由于Current Neutra Direction为Direction1, 差动保护功能瞬时闭锁, 而LED告警信号由于故障已切除, 未能点亮。现场试验证明, 保护功能闭锁时保护装置LED告警灯点亮需982ms。

3 结语

(1) 通过上述分析此次差动保护装置拒动是由于保护定值整定错误造成。新投产设备在调试期间需严格按照DLT995-2006继电保护和电网安全自动装置检验规程进行调试。

(2) 在进行保护动作分析时, 一定要先充分利用保护装置的动作报告、事件报告、录波波形、采样值等报文信息进行初步分析, 根据分析结果再进行有针对性的现场接线检查和模拟试验等。

高压电力系统调度及运行分析 篇9

【关键词】高压电网；调度运行

1.引言

电力产业是国民经济和社会发展的基础性战略产业，电力发展的好坏直接关系到国家能源安全，关系到我国经济社会能否实现可持续发展。近年来电力工业的快速发展，满足了工农业生产和人民生活的需求，有力地支持了国民经济和社会的发展，而电力系统中的骨干——高压电力系统则为城市中的电车、飞机以及新型交通工具高铁的安全运行提供了可能。与之俱来的是，高压电力系统的调度和运行管理愈发得到重视。因此对于如何加强高压电力系统的调度与管理已经成为我们所关注的话题。

高压电力系统调度的主要内容包括采集数据、传输信息、数据处理、人机联系等，主要任务是组织、指挥、指导和协调高压电网安全、优质、经济运行，满足经济建设和人民生活的用电需求。高压电力系统作为一种重要的现代化监测、控制与管理手段，在社会的发展过程中起着不可替代的作用。由于高压输电具有污染小、容量大、能耗低、占地少、经济性能好等优势，因此，做好高压电网的调度运行工作，对于促进清洁能源建设、减少传统能源消耗带来的环境污染，优化能源资源配置、保障我国的能源供应安全，实现能源输送的高效利用、增强我国的自主创新能力具有重要意义[1]。

2.高压电力系统调度及运行存在的问题

近年来，虽然我国的高压电网建设获得了突飞猛进的发展，取得了可喜可贺的成绩，高压电力系统也在不断的完善，但是仍然存在一些问题，主要体现在以下几个方面：

（1）规划管理不到位

一是规划与管理不相适应。高压电网的规划更多的是注重技术性和经济性因素，较少考虑公众因素和管理细节，容易导致管理起来不方便，有时出现服务质量低下、管理不规范的现象；二是自动化管理相对滞后。在国外高压电网信息自动化管理发展成熟的背景下，我国高压电力系统中信息管理系统的运用与客观需求、电子技术的发展不相适应，而且已经建立的自动化信息管理系统在巨大投入后所得到的回报并不明显。不同地域、不同单位之间高压电力的自动化管理发展也存在着不平衡性，尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。

（2）高级人才缺乏

一是高压电力系统高级人才匮乏。无论是规划设计人员、还是架线操作人员，高压电人才队伍的规模与社会需求相比存在很大的缺口，人才结构分布也不均衡。二是高压电力系统现职人员素质水平有待提高，缺少系统的培训背景和专业知识，不能完全胜任高压电的调度运行工作。三是高压电力系统激励机制不健全，这也是很多高压电工作人员积极性不高的原因。

（3）创新能力不足

高压电技术的创新性不足除了观念、管理方面，主要还是体现在研发能力上，无论是高压电新技术的开发、高压电主要设备的研制，还是高压电站的运行抢修技术及保障服务水平，我国的创新性与国外都还有相当大的差距。例如，飞机场高压电力系统的设备制造、运营管理能力还不是很强。

3.高压电力系统调度及运行管理的建议

要想提高国民经济水平，抓好电力调度尤其重要。随着科学技术的发展，经济的不断提高，为做好高压电网调度运行工作，建议采取以下措施：

（1）加强规划管理

管理是做好高压电力系统调度及运行工作的重要保障。对于高压电网而言，电网调度计划主要指发、输、变、配设备的停电检修计划。各级调度的科技发展规划是各级电网科技发展规划的重要组成部分，要实现高压电力系统正常有效的调度和运行，必须加强规划管理。

一是统筹规划、科学谋划，通过召开高压电网调度运行会议的形式检查项目完成情况，讨论新的研究课题。规划时不仅要考虑管理中的实际应用问题，而且要考虑用户需求，多从实际出发，真正做到为民服务；二是加强智能电网调控中心建设[2]。通过信息收集、分类、整理、抽取和融合，实现配电网的数字化运营，不断提高调度安全管控水平，严防大面积停电事故和调度人员责任事故发生，确保重大活动保电“零失误”，全力保障电网安全稳定运行和电力可靠供应。

（2）加强人才队伍建设

人才是做好高压电力系统调度及运行工作的发展关键。21世纪最重要的就是人才资源，电力企业的竞争，归根结底是人才之间的竞争。在高压电力系统正常有效的调度和运行管理过程中，最亟需的还是人才的挖掘和建设。

一是要重视吸纳掌握高新技术人才，充分发挥他们的智慧和技术优势，建设一批文化素质高、技术水平高的人才队伍。二是有计划地培训现职人员。开展实用性技术培训是提高人员整体素质、防止人员误操作、对危险点有效预防和控制的重要手段。因此，要定期培训专业人员，制定一整套符合高压电力系统的培训规范，并将其贯穿于设计、勘探、运营以及治理的全过程。此外，还应建立有效的激励机制，提高员工的学习力，鼓励工程技术的创新和管理创新，对电网调度系统有突出贡献的专家要进行表彰和奖励。

（3）加强创新

创新是做好高压电力系统调度及运行工作的不竭动力。高压电技术先进与否、科技含量高低与否，在很大程度上决定了高压电力系统能否安全运行、能否可持续发展。为此，要高度重视高压电技术的研发与创新，高度重视先进高压电设备的研发与制造。

一是加大科技资金的投入，保证每年科技项目费用的落实，集中解决高压电调度生产中急需解决的重大技术问题。二是要加强国际交流与合作，学习借鉴国外先进的高压电管理经验以及人才培养模式。三是积极促进电网调度系统设备的国产化[3]，可引进和消化国际先进的技术创新成果，大力倡导应用具有自主知识产权、符合中国电网实际的技术和产品。

高压电力系统的调度及运行是一个复杂的过程，不是一蹴而能完成的，需要多个方面的共同努力。我们在以后的工作过程中要从实际出发，不断总结经验，既要保证高压电力系统正常的调度和运行，也要大力开展高压电技术的研发和自主创新。我相信，通过不懈的努力，高压电力系统一定能够更好的满足工农业生产和人民生活的需要。

参考文献

[1]徐建芳.浅析电力系统的安全运行管理[J].城市理论建设研究，2012（5）.

[2]赵辉.电力调度运行管理及相关问题分析[J].城市理论建设研究，2011（29）.

高压电缆故障探讨 篇10

1 电缆发生故障的原因

电力电缆在生产、敷设、三头工艺、附件材料、运行等环节，如果工作不到位都可能导致电缆产生故障。产生电缆故障的原因主要有：

1.1 机械伤害

因机械伤害引发的电缆故障，其形式主要表现为停电事故。通常情况下，电缆受到的机械损伤主要有：

(1) 外力损坏。在进行地下管线施工、打桩、起重、转运等意外损伤电缆。

(2) 施工损伤。在牵引过程中因牵引力过大而拉伤电缆。绝缘层或屏蔽层因电缆弯曲过度遭到损伤。绝缘层和保护层因野蛮施工受到损伤等。

(3) 自然损伤。穿越公路或铁路以及靠近公路或铁路并与之平行敷设的电缆，因行驶车辆的振动或冲击性负荷，导致电缆外护套出现疲劳裂损。

1.2 绝缘受潮

通过绝缘电阻和直流耐压试验发生绝缘受潮故障，一般表现为绝缘电阻降低，泄漏电流增大。造成绝缘受潮的原因有：

(1) 电缆中间头或终端头密封不到位或者密封失效。

(2) 电缆制造存在缺陷，电缆外护层有孔或裂纹。

(3) 电缆护套被异物刺穿或被腐蚀出现穿孔。

1.3 绝缘老化

电缆运行过程中，出现不当在较短时间内发生绝缘强度降低，形成这种现象的原因有：

(1) 电缆选型不合理，导致电缆在过电压下长期工作。

(2) 电缆距离热源较近，使电缆局部长期受热出现老化。

(3) 化学药品对电缆绝缘层起不良化学反应导致其发生老化。

1.4 过电压

因雷击或其他冲击过电压导致电力电缆发生故障。经过现场研究分析, 电缆被击穿点存在严重的缺陷, 这种出现故障的电缆自身的缺陷主要有:

(1) 绝缘层出现气泡、杂质, 以及绝缘油干枯。

(2) 电缆内屏蔽层出现节疤或者存在遗漏。

(3) 电缆绝缘严重老化。

1.5过热

造成电缆过热的原因主要有:

(1) 电缆在过负荷下长期工作。

(2) 电缆因火灾引发过热, 甚至被烧伤。

(3) 长期接受其他热源的热辐射。

在电缆过热故障中过负荷是直接诱因。电缆长期工作在过负荷的环境中, 没有考虑电缆温升和整个线路情况, 致使电缆发生过热现象。例如电缆密集、电缆沟及隧道通风不良的地方, 或者电缆穿在干燥的管中等, 上述原因在一定程度上都会加速损坏电缆的绝缘层。经过长期过热后, 橡塑绝缘电缆的绝缘材料出现变硬、变色、失去弹性、出现裂纹等现象。对于油纸电缆表现为绝缘干枯、绝缘焦化, 甚至出现一碰就碎的现象。另外, 过负荷在一定程度上也会造成铅包疲劳而受到损伤。对于大截面、长电缆来说, 如果装有灌注式电缆头, 在线胀系数方面, 由于灌注材料与电缆本体材料之间存在较大的差异, 容易发生胀裂壳体的现象。

1.6电缆的质量缺陷

在电缆线路中, 电缆及电缆附件两种材料质量的优劣, 在一定程度上对电缆线路的安全运行产生直接的影响。在施工单位由于缺乏必要的专业知识, 导致制作的电缆三头存在较大的质量问题。电缆的质量缺陷归结为:

(1) 电缆本体存在质量缺陷。油纸电缆铅护套存在杂质沙粒, 以及电缆受到机械损伤以及压铅出现接缝等。在橡塑绝缘电缆主绝缘层的偏芯内出现气泡、杂质等, 节疤、遗漏在内半导电层出现, 没有进行封端面处理使得电缆在储运中导致线芯大量进水。上述缺陷通常情况下难以发现, 其绝缘电阻低、泄漏电流大, 甚至耐压击穿等, 往往只在检修或试验中发现。

(2) 电缆附件存在质量缺陷。传统三头存在的质量缺陷是铸铁件有砂眼, 而瓷件的强度不够强, 并且组装加工部分粗糙, 以及防水胶圈规格不符合要求或出现老化等。热缩和冷缩电缆三头存在的质量缺陷是绝缘管中有气泡、杂质、厚度不均匀, 密封涂胶处出现遗漏等。

(3) 电缆头制作存在质量缺陷。传统三头制作存在的质量缺陷:绝缘层绕包不紧, 存在空隙、密封不到位、绝缘胶配比不对等。热缩三头制作存在的质量缺陷:处理半导电层不净、安装应力管的位置不当、热缩管的收缩不匀、安装地线不牢等。预制电缆三头安装存在的质量缺陷:剥切不精确、套装绝缘件时剩余应力过大等。

(4) 电缆接地系统缺陷。电缆接地系统包括电缆接地箱、电缆接地保护箱 (带护层保护器) 、电缆交叉互联箱、护层保护器等部分。一般容易发生的问题主要是因为箱体密封不好进水导致多点接地, 引起金属护层感应电流过大。另外护层保护器参数选取不合理或质量不好氧化锌晶体不稳定也容易引发护层保护器损坏。

另外, 拆卸旧电缆及附件应用到电缆线路中, 在一定程度上虽然有利于重新利用材料、节省资金, 但影响设备完好率, 该方法慎重对待。

1.7设计不良

随着科技的不断发展, 电力电缆逐渐完备, 结构与形式已趋于稳定, 但是电缆中间头和终端头的各种附件处于不断地改进过程, 由于新型电缆附件缺少足够的运行数据在新设备、新材料、新工艺上选用时要慎重。为了避免造成大面积质量事故, 最好根据运行经验的成熟度, 采取逐步推广的方式使用。电力电缆在设计方面存在的弊病:

(1) 防水效果不好。

(2) 材料选用不合理。

(3) 工艺流程不成熟不合理。

(4) 缺乏足够的机械强度。

2电力电缆故障的种类

根据故障的性质电缆线路故障可分为:

(1) 低阻故障, 也就是低电阻接地或短路时发生的故障。所谓低阻故障是指导体的连续性良好, 但是电缆的一芯或数芯对地的绝缘电阻或者芯与芯之间的绝缘电阻小于100kΩ, 被称为低阻故障, 通常情况下低阻故障分为单相接地、两相短路或接地等。

(2) 高阻故障, 也就是高电阻接地或短路时发生的故障。所谓高阻故障是指导体连续性良好, 但是电缆的一芯或数芯对地绝缘电阻或者芯与芯之间的绝缘电阻高于100kΩ, 但是远远低于正常值被称为高阻故障。通常情况下高阻故障分为单相接地、两相短路或接地等。

(3) 断线故障。电缆中有一芯或数芯导体不连续, 但是其余各芯绝缘均良好, 称为断线故障。

(4) 断线并接地或短路故障。电缆有一芯或者数芯导体不连续, 经过电阻接地或短路, 被称为断线并接地或短路故障。

(5) 泄漏性故障, 是高阻故障极端形式, 是指进行电缆绝缘预防性耐压试验时, 随着试验电压的升高其泄漏电流逐渐增大, 直至超过泄漏电流的允许值。

(6) 闪络性故障, 是高阻故障的另一种极端形式。所谓闪络性故障是指进行电缆绝缘预防性耐压试验时, 泄漏电流小而平稳, 当试验电压升高到尚未或者已经达到额定试验电压时, 泄漏电流骤然增大并迅速产生闪络击穿。短期内存在闪络性故障的电缆, 在较低的电压下, 可能会完全停止闪络击穿的现象并显现良好的电气性能。

3电缆故障的测寻步骤

(1) 确定故障性质。

(2) 故障点的烧穿。即通过烧穿将高阻故障或闪络性故障变为低阻故障, 以便进行粗测。

(3) 粗测, 就是测出故障点到电缆任意一端的距离。粗测的方法有多种, 一般可归纳为两大类, 一类是电桥法, 另一类是脉冲发射法。

(4) 敷设测寻故障电缆的路径。其方法就是将音频信号电流通入电缆中, 通过接收机, 利用接收线圈对此音频信号进行接收。

(5) 精测故障点 (定点检测) , 通过采用声测、感应、测接地电位等方法, 对故障点的精确位置进行确定。

上述步骤只是一般性的测寻步骤, 进行实际测寻时, 要区别对待, 例如, 电缆敷设路径的图纸很准确时可以忽略测敷设路径;对于高阻故障, 利用闪络法直接进行粗测等等。

4电缆头制作质量缺陷引起的故障举例

某110kV变电站360出线电缆为交联单芯绝缘电缆, 长度为230m, 投运时间为2009年10月13日, 2009年12月17日, 发生A相电缆放电击穿现象, 且在B、C相电缆头接地辫绝缘包封处变黑, 查阅交接试验报告未见异常, 经多方查阅有关资料认定, 电缆头上接地辫绝缘包封处变黑系电晕放电时吸附灰尘所致。经分析造成这种现象可能是在电缆头制作过程中, 应力管安装位置不当、热缩管收缩不均匀、地线安装不牢造成电场分布不均匀, 引起放电。鉴于以上情况, 对B、C相电缆头进行解体, 发现两相电缆应力管安装位置不当, 与绝缘屏蔽层没搭接, 有一定的距离。这是一起典型的电缆头制作不良引起的故障。在重新更换制作电缆头, 并将应力管与绝缘屏蔽层接触良好后, 至今运行正常。

摘要：随着我国工业化进程的不断加快, 电力电缆得到了广泛应用, 导致电力电缆故障频发。本文通过阐述电缆发生故障的原因、种类和故障测寻步骤, 为确保电力电缆正常运行提供参考依据。

关键词：电缆故障,故障测寻,高压电缆

参考文献

[1]王润卿, 吕庆荣.电力电缆的安装、运行与故障测寻[M].化学工业出版社出版, 1994.

[2]张栋国.电缆故障分析与测试[M].中国电力出版社, 2005.