探析110kV高压电缆常见故障及处理措施

探析110kV高压电缆常见故障及处理措施

唐旭林

湖南火电建设有限公司410015

摘要：电力电缆供电具有安全、可靠、美化城市等众多优点，随着社会生产高速发展，电力电缆供电占地面积少，电缆电容可以提高功率因数等使电力电缆传输电能的方式占据着供电主导地位。由于电缆一般都采用穿管或电缆沟敷设，外部运行环境相当复杂，随着城市电缆数量的不断增多及运行年限的延长，电缆的出现故障的情况也越来越多。因此，该文针对110kV高压电缆发生的故障测寻步骤进行分析，提出了如何解决短路故障的查找方法及处理过程，对于相近的电压等级电缆故障查找和处理具有借鉴意义。

关键词：110kV；高压电缆；故障测寻；故障查找

1、110kV高压电缆发生的故障测寻步骤

对于各类电力电缆故障，测寻一般按如下步骤进行。

（1）电力电缆故障性质的确定

电力电缆发生故障以后，首先必须确定故障的性质，然后才能确定进行故障的预定位的方法，预定位方法选择不当不仅会拖延故障测寻的时间，而且还会损坏测试仪器。故障性质的确定，就是指判断故障电阻是高阻还是低阻；是闪络性故障还是封闭性故障；是接地、短路、断线故障；是单相、两相，还是三相故障。根据故障发生时出现的现象，可以初步判断故障的性质。如果通过上述判断还不能完全将故障的性质确定下来，还必须测量绝缘电阻和进行“导通试验”。有时为了弄清故障点的击穿电压，还要进行直流耐压试验，即确定故障的性质。

（2）故障预定位

故障预定位就是测出故障点到电缆任意一端的距离。预定位方法有多种，将在本章中做了详细的论述。

（3）测寻故障电缆的敷设路径

对于直埋电缆，就是找出故障电缆的敷设路径和埋设深度，以便进行精确定点。当然，为了绘制埋地电缆敷设路径的图纸，有时也要测寻电缆的敷设路径。具体的测寻方法是向电缆中通入音频信号电流，然后利用路径接收机天线线圈接收此音频信号。根据电缆正上方的电磁场变化规律确定电缆在地下的准确敷设位置和深度。

（4）故障的精确定点

故障点的定点，也就是确定故障点的精确位置。通常，采用声磁同步法、音频感应法等方法进行定点。

上述四个步骤是一般的测寻步骤。现场故障定位流程如图1所示。

图1现场故障定位流程图

2、110kV高压电缆故障的原因分析

由于高压电缆使用范围和环境的特殊性，引起110kV高压电缆发生故障的因素和原因较多，从大量文献研究和实际运行检修维护经验知识可知，引起110kV高压电缆发生故障的原因大致可以划分为生产制造原因、规划设计深度原因、施工调试原因、以及外力破坏原因等四个方面。

2.1生产工艺原因

在电缆的生产中，由于技术人员技能素养有限、生产工艺问题等，造成110kV高压电缆出现绝缘偏心、绝缘解蔽均匀性差、绝缘内有杂质、交联度不均匀、电缆金属护套密封性能较差等问题。该类缺陷会导致使用过程中出现各类问题，最终演变为电缆故障，是极为严重的安全隐患；

2.2规划设计深度原因

由于很多设计院在规划设计过程中，对电缆专业知识了解较少，尤其是在进行高压电缆选型设计过程中，没有充分工程地区的地质、气象等条件，合理选用结构、参数、性能等满足工程实际的电缆种类型号，设计深度和精细度不够，进而造成电缆在实际使用过程中，受潮、腐蚀等。我国高压输配电工程中，对电缆优化设计从整体节能水平而言还有待进一步加深提高。

2.3施工调试原因

由于施工调试的原因引起的110kV高压电缆故障的情况十分普遍，总结为没有严格根据电缆的施工条石，总体来说是没有根据电缆敷设施工调试技术规范进行施工，详细原因包括工程施工现场的地质条件或者施工环境较为恶劣、电缆接头施工的技术水平不到位、安装时施工流程没有严格按照规定进行等。

2.4外力破坏原因

随着城市规划建设的进一步进行，各地外力破坏电缆事故发生率不断增大。在电缆沟槽和隧道内的高压电缆，其相对不容易受到外力作用破坏；而直埋高压电缆由于其除了外绝缘外没有相应的保护所措施，加上敷设过程中没有标明电缆走向，导致其他管线工程在施工过程中，不能清楚辨别电缆走向，致使直埋电缆容易遭受到外力作用发生破坏。直接挖断或由于电缆周围堤基沉陷引起电缆受过大拉力进而引起击穿事故发生。

3、110kV高压电缆故障的查找

3.1单相接地故障的查找

110kV高压电缆发生单相接地故障时通常无明显的外伤，加上线路较长，并位于电缆托架上使故障点的查找变得较为困难，我们通常采用电缆故障测试仪与直流升压球隙放电并用的方法查找。查找步骤如下：

（1）用高压摇表分别测各相对地绝缘，绝缘明显下降或基本为零的即为故障相。

（2）在选煤厂的110kV变压室将故障相与另外任一相相连。

（3）将电缆故障测试仪的3根引线分别与电缆的故障相，和故障相连接的那一相以及地线相连接。

（4）调整测试仪，测出故障点的长度系数，再根据电缆的总长度即可算出故障点至110kV变电所出线端的长度，从而估算出故障点的位置。

（5）将非故障相接地，再将故障相连接到球隙放电装置上，进行升压放电。

（6）派出人员至估算的故障点附近检查，若发现有电弧及放电声就找到了故障点的准确位置。

3.2相间短路故障的查找

110kV高压电缆发生相间短路时通常会有明显的放电烧灼痕迹，只需要派出人员沿线路仔细查找就能发现故障点。

4、110kV高压电缆故障的预防措施

为了确保110kV高压电网供电安全可靠性和节能经济性，采取相应措施确保110kV电缆具有较高安全稳定运行水平就显得尤为重要。从大量电缆故障实例和实践工作经验知识来看，笔者认为应从加强电缆质量检验、提高设计图纸深度、加强施工质量管理等多方面，有效电缆质量水平。

4.1加强电缆生产制造质量监督检验工作

为了确保工程使用的高压电缆具有较高生产制造质量，建设单位（业主）应指派专人到制造厂家进行监造，监造人员在实际工作中如发现生产技术、生产工艺等存在问题时，应立即要求厂家进行整改，直到满足相关技术规范要求为止。制造厂家应定期对所生产高压电缆产品采取抽样试验方案，将样品送到相关检验机构进行动态检验，确保出厂高压电缆具有较高质量水平。另外，高压电缆生产制造厂家除了要加强日常生产质量监督管理外，还应加强产品出厂前的试验和检验工作，杜绝不合格电缆产品流人到电力市场，增强厂家质量信誉和售后服务水平。

4.2提高设计图纸深度

设计是施工的指导，设计水平的提高是电缆工程水平提高的关键，各地设计单位要加强交流和学习，充分考虑在长期安全运行中电缆系统可能遇到的情况，为保证电缆系统长期安全运行努力。

4.3提高电缆安装质量

提高电缆安装质量首先要高度重视这一问题，采用专业的施工队伍和加强接头安装人员的技术水平和质量意识，严格按照安装工艺施工是减少电缆事故的重要途径。在电缆敷设时采用牵引方式应防止转弯处的侧压力过高，接头安装时应注意采用好的工艺措施保证安装水平，在施工中总结提高。

4.4采用新的试验手段

在对交联电缆做竣工试验时避免采用直流耐压，可以采用串联谐振或VLF的方法，如果没有相应设备也可以采用24h空载运行的方式。

4.5加大运行监测力度

很多人认为电缆系统可以免维护，这种观点是错误的。以前因为没有好的监测手段，电缆运行部门只能加强巡视，现在红外线测温在一些地方开始使用，一些地方还在接头部位安装了温度监测系统，局部放电技术开始进入实用阶段。各地运行部门应根据实际情况开发或采用相应的检测手段，做到提前预防。

5、结语

如今，电力电缆在110kV配电网络中应用十分广泛，然而由于诸多原因，在运行过程中容易发生故障。此时的主要任务是确定故障类型，尽快找出故障点，并进行仔细分析，采取有效的措施加以解决。电力电缆的故障种类繁多，有些解决起来难度很大，但万变不离其宗，只要弄清电缆故障性质，选择合适的故障点查找方法，熟悉各种测试仪器的操作方法，就能准确地查找出电缆故障点，保证供电可靠性。