电力电缆故障检测及运行维护梁继刚

电力电缆故障检测及运行维护梁继刚

梁继刚1李磊2

（国网陕西省电力公司西安市供电公司电缆运检室陕西省710000）

摘要：电力的发展带动了电力电缆检测和运行维护的自动化，随着我国经济的发展，对于电力稳定性提出了更高的要求，本文针对电力电缆的常见故障进行了分析，随后针对电力电缆故障的检测和运行维护等有关问题进行了介绍，供相关的检测技术人员参考。

关键词：电力电缆；故障检测；运行维护

1前言

随着电网建设的加快，电力电缆的使用越来越多，保证电缆线路的安全运行也成为非常关键的问题。电力电缆是出现绝缘故障率最高的设备，可引起线路短路、单相接地等重大事故，而且电缆一般敷设在电缆沟或电缆隧道里，环境复杂，故障信息和定位困难，因此，对电缆的在线状态监测和故障定位就成为当前的研究重点，也对电缆线路实际的维护具有积极意义。目前电网使用的电力电缆大部分是交联聚乙烯电缆，有些线路使用充油。某抽蓄公司动力电缆运行已近二十年，电缆在长期发热状态下普遍出现了电缆绝缘性能降低或过热的现象。有资料表明，绝缘老化在电缆故障比例中所占比率较高，因此电力电缆的绝缘在线监测是迫切需要解决的问题。

2电力电缆故障分类和原因分析

2.1电力电缆故障分类

电力电缆故障可能是一种也可能是复合多种，大致分为以下两种：

（1）低阻接地或短路故障：包括电缆一相或多相接地故障、绝缘电阻值较小。（2）高阻或短路故障：接地或绝缘阻值较大。（3）导体故障（开路故障）。主要是线芯导体和金属屏蔽层故障，包括断线和似断非断故障。（4）绝缘层故障。包括主绝缘层和护套绝缘层故障。

2.2电力电缆故障原因

（1）机械损伤是电缆故障占比较大也很常见的原因。轻微的损伤可能几个月甚至几年才发展成故障。

缆机械损伤的主要原因为安装时拉伤或过度弯曲电缆、城建施工造成地下电缆损伤、车辆行驶的冲击性负荷或震动造成金属屏蔽层铅（铝）包损坏、终端头或中间头电缆护套或外壳胀裂、安装电缆外皮擦伤或土地沉陷造成拉力过大等。例如某抽蓄电站原有电缆在敷设时弯曲半径过小，电缆主绝缘受损，后期在电缆综合治理工程中进行更换。

（2）电缆绝缘层老化和变质。电缆绝缘介质在强电场作用下产生电离，绝缘层被腐蚀，这时绝缘层进入水分会导致绝缘能力降低。电力电缆导电造成的电缆过热也会使绝缘能力降低。

（3）雷击等造成的过电压。

（4）其他原因，如电缆的制造、设计工艺、安装操作不当等。例如，某抽蓄电站500kV开关站发生500kV电缆头渗油事故，事故原因是厂家安装时未做好充分密封，密封性没有达到规定要求，运行一段时间在内压的作用下密封带材发生变形。

3绝缘在线检测及故障定位

电缆绝缘在线监测技术可以测试电力电缆的开路、短路、接地、低阻故障、高阻闪络、泄露性故障以及电缆长度、埋地深度及走向等。

3.1国内绝缘在线检测方法

我国电缆绝缘在线监测研究起步比欧美国家晚几十年，研究工作主要是国内几大高校和电力实验研究所在进行。目前电力电缆绝缘的在线监测方法主要有直流分量法、直流叠加法、低频叠加法、交流叠加法、接地电流法、局部放电法和在线tanδ法等，其中比较实用的方法是局部放电法和tanδ法。

3.2故障定位方法

电缆故障定位方法主要分为离线定位方法和在线定位方法。故障离线定位方法主要有行波法和阻抗法。故障在线定位方法主要是运用GPS、高速光电传感技术和小波分析等进行在线监测。

3.3绝缘tanδ在线监测

电缆绝缘在线监测是目前比较热门的研究方向，需要解决以下几个问题：（1）在电缆运行状况中存在的大量噪声和谐波中提取并精确还原微弱的有效特征信号。（2）如何在不影响电网正常运行的情况下，正确选择在线测试电源信号。（3）如何在尽量降低接地电路故障时对电网影响情况下，将测试源有效叠加到电网上。基于双CT法的电缆绝缘tanδ在线监测方法，原理是流过电缆主绝缘的电流等于流入电缆首端导电线芯的电流与流出电缆末端导电线芯的电流的差，因此，在每相电缆的首末两端分别安装一个电流互感器来对电缆首端、末端的电流进行测量，然后用测量得到的电缆首端电流的瞬时值减去电缆末端电流的瞬时值，便可得到流过电缆绝缘的泄漏电流值。无论三相电缆的金属护层是否进行交叉互联，双CT法测量的都是流过电缆绝缘的电流。因此，双CT法适用于所有电力电缆绝缘的在线监测技术，都可以实现对其绝缘状态的检测。

4电力电缆运行维护工作的主要内容

电力电缆的运行维护主要包括四部分内容：电力电缆的接头监控、电力电缆的线路巡视、电力电缆线路的反外损措施、电力电缆的定期红外测温。其中，在电缆线路投入运行之前，就要开展电力电缆的接头监控工作，主要目的在于保障电力电缆的中间接头和终端接头满足安装工艺，降低安装不当带来的各种故障。电力电缆的线路巡视，主要包括线路的日常巡视、变电站周期巡视以及重要线路的保电特巡等。相对来说，电力电缆线路的反外损措施以及电力电缆的定期红外测温则属于电力电缆运行过程中的常规维护，也是运行维护的重点工作。

5电力电缆线路的检修要点

5.1负荷监视

一般而言，电缆线路会依据电缆导体自身的截面积、绝缘种类等来规定一个最大的电流值。因此可以运用不同类型的仪表来测量电缆线路的负荷或者电缆的外表温度，控制电缆绝缘温度在一个合适的范围内，有效延长电缆的使用寿命。

5.2温度监视

测量电缆温度的时候，最好在夏季或者是电线处于最大负荷的时候开展，同时尽量选取散热性能最差的地方开展检测活动。在测量直埋电线温度的时候，应将同一地段其他热源部分的土壤温度同时进行测量。一般来说，电缆和地下热力管交叉或者是就近敷设的时候，电缆周围土壤的稳定需始终保持在该地段内其他位置深度土壤的温度范围之内。

5.3腐蚀监视

利用专用仪表来测量邻近电缆线路周边的土壤。若其位于阳极区，则需做好电缆金属的防腐保护工作。如果在电缆线路的周边存在湿润的土壤或者是生活垃圾的土壤，极为容易导致电缆金属套出现化学腐蚀或者是生物腐蚀。因此依据相关要求，对阳极区的电压值进行测量，就可以合理选择适宜的阴极保护措施或者更换其他设备。

5.4绝缘监督

不仅需要对电力电缆开展交接试验和预防性试验，还应该开展绝缘试验，以便于科学有效检查施工不同环节中的电缆工艺质量。具体检查内容有电缆的固定以及弯曲半径能否满足设计标准，电缆是否存在机械性损失，电缆的标牌是否清晰等，电缆沟的盖板是否齐全。同时还应该确保夜间照明装置可以满足设计标准。

6电力电缆的测试检修工作要点

6.1采用红外测温技术为监控电力设备的运行是否正常，测温是其中最常用的方法之一。例如当电缆以及其中的附属设备在运行过程中出现发热现象，通过肉眼是无法进行有效甄别的。而采用远红外呈像技术则可以准确测量电缆散热最差地方或者重要接地点的温度。同时需要注意的是，测试时需要选择高温大负荷的时间段。

6.2应用避雷器在线监测仪

在线监测仪可以安装在35～220kV的电缆线路避雷器中，该仪器能够在避雷器运行的时候得到正常的运转，还可以检测泄漏的电流。此外，还能够对避雷器的动作进行计数，这样一来就可以有效检测避雷器的运行状态。

7电力电缆运维管理措施探究

7.1建立电缆下路定期巡查制度

为确保电力电缆的安全可靠运行，需要做好日常巡视工作，通常可以采取以下巡视制度：①定期巡视。重点了解及掌握电力电缆线路的运行状况；②特殊巡视。当出现极端天气状况时，开展电缆线路的巡查工作，以便于查找到不容易发现的缺陷；③夜间巡视。主要是在线路负荷高峰时间，检查和巡视对接点是否存在异常现象，以便于尽快探查到故障原因；④故障巡视。电缆线路出现故障现象时，对故障原因和故障点进行探查；⑤监察性巡视。主要巡视存有缺陷且又可以监视运行状况的线路，并采取一定的措施进行控制。

7.2电缆的技术管理

主要内容：①做好原始资料的管理。对于电缆管沟的原始图纸、文件资料等进行科学的管理。特别要注意和燃气公司建立良好的协调关系，同时做好管内气体的检测工作；②施工以及检修相关文件资料。对安装以及施工中产生的记录资料、竣工验收报告资料等进行科学管理；③电缆线路运行资料。由于电缆线路具备一定的隐蔽性，因此需要做好其日常运行资料的管理工作。诸如敷设电缆线路、安装电缆接头等的记录以及图纸等；④技术资料管理。诸如电缆网络系统接线图、电缆接头和终端装配图等的管理等；⑤缺陷管理。严格遵循公司相关管理规定，科学执行相关管理制度，避免电缆线路出现缺陷现象。

7.3电缆标准化和电缆通道信息化管理

电缆线路的管理工作不容忽视，一定要认真仔细对待，并重点对电缆线路中的隐患进行排查和处理。还应该针对所有电缆开展拉网式的排查。并对于排查前和排查后的状态还应该进行拍照取证。同时，还应该做好电力电缆红外侧围和超声波局部检测工作，以便于及时发现其中存在的缺陷现象，并采取合理的措施进行处理。此外，随着信息化技术的不断发展，还应该积极运用信息化技术，诸如可以构建PMS系统，以便于最大限度的降低电缆故障问题。

8结束语

在日常电缆的运行维护中，可以同时使用电缆试验和配备电缆在线监测两种方式。其中电缆试验包括常规试验和交流耐压试验，例如红外测温、电缆金属护层接地电流带电测试、主绝缘耐压试验（新敷设或新作电缆端、接头）、电缆护层过压保护器绝缘电阻测试和接地系导通测试等；在线监测系统应定时检查硬件装置是否完好、在线监测装置数据传输、系统运行是否正常。随着中国电力的发展，电力电缆线路的运行及维护技术极其重要，必须做好监管与预防工作。

参考文献：

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