摘要：高压电缆在我国的电力系统中扮演着重要的角色，对于维护电力供应的稳定、满足居民生活与工业生产的用电需求具有重要意义。为了有效提高检修效率，针对多样化的故障问题，需要采用科学合理的试验方法与检测技术，在第一时间消除故障对电力系统的影响。
关键词：高压电缆；故障；预防
引言
电力部门始终是国民经济发展的重要部门，电力电缆事业也是现代化基础设施的重要组成部分。高压电力电缆的应用满足了我国经济持续发展形势下不断扩张的用电需求，成为维护电力部门稳定运转的重要保障。新时期，电力电缆的应用将更加广泛，因此必须认识到针对高压电力电缆故障问题开展系统分析的重要性，了解造成故障的主要原因及对应的解决方法，以适应复杂的运转情形。结合当前我国电力部门的发展实际，高压电力电缆的故障分析问题已经得到了较高的重视，但是仍需要在实践中完善各类检测技术与实验方法，以达到及时准确把握故障问题、组织精准维护的理想效果，推动我国电力部门的现代化发展。
1高压电缆故障分析的重要性
无论是针对于高压电力电缆的检测技术还是试验方法，都需要依托于严谨的故障分析，且其应用目标在于排除高压电力电缆的相关故障，将可能出现的危险问题加以消除，以保证高压电力电缆运转的稳定性与安全性。对于电力企业，高压电力电缆是完成输送环节的重要设施，当前高压电力电缆已广泛应用到各类型的电网建设中，展现了独特的应用优势。但是随着高压电力电缆应用规模的扩大，运转中常出现故障问题，会在短时间内引发大面积的停电事故，甚至导致电力系统的瘫痪与破坏，造成恶劣的后果。因此，高压电力电缆的故障分析是电力部门必须把握的重点问题。只有通过系统的故障分析，并配套以科学的试验方法与检测技术，才能做到“防患于未然”。需注意，由于高压电力电缆构造的复杂性及其规模的庞大性，其故障问题相对复杂，实际作业过程中必须以严谨的程序与科学的方法加以应对，以保障电力部门工作的基本效率。
2高压电缆常见故障的分析
电力电缆故障一般主要指电缆本体、中间连结盒及终端头在运行中发生闪落、对地击穿或相间短路，严重时发生爆炸。引起电缆损伤的原因主要有：
2.1机械损伤
电缆因直接受外力作用（如弯曲过度、地面下沉而承受过大拉力等）可引起损伤，因震动可引起金属护套疲劳损伤。
2.2绝缘受潮
因或终端连结盒设计与施工不良引起水分侵入，或者铅护套因腐蚀或其他物体刺穿受损而导致潮气侵入等。
2.3绝缘老化
浸渍剂在电、热的作用下，可引起绝缘介质化学分解，生成蜡状物等，产生气体，发生游离，使介质损耗增大，并导致局部过热击穿等。
2.4护套腐蚀
长期运行由于热胀冷缩、电解腐蚀或化学腐蚀，造成密封老化，引起铅护套磨损或龟裂，使局部绝缘损伤、受潮或劣化等。
2.5过电压
雷击或其他原因造成的过电压，可以引起电缆分布发生变化，以致造成电缆击穿。
2.6过热
过载或散热不良，可以造成电力电缆的热击穿。
2.7设计和施工不良
如防水层不严，屏蔽带处理不当，导体连接方式不合适，内部绝缘放电长度不够；施工时铅封、包扎不良不严密，切割纸绝缘时因不慎而引起绝缘受损或电缆弯曲过度造成损坏等。
2.8材质缺陷
如金属部件内部存在微小裂痕及其他缺陷，绝缘浸渍剂收缩率太大，介质损耗过高或分解成蜡状物等。
3高压电缆故障检修分析
上述原因将会造成介损增大或绝缘受潮老化。介损增大以后会导致电缆本体及电缆头整体发热。过热会导致电缆绝缘加速老化，绝缘性能下降，缺陷薄弱和中间接头处就容易发生击穿故障。下面主要就110kV候风一乙线7#A相电缆头发热故障检修进行分析。
110kV线路118候风一乙线7#塔A相电缆头发热，经多次现场监测，发热规律为：发热温度随发电负荷的增加而增高。并于2019年11月13日，经精准测温分析，发热原因为A相电缆终端外屏蔽与接地线连接处螺栓锈蚀严重引起电阻增大而导致。2019年12月02日，按照检修方案对候风一乙线停电检修。通过绝缘摇表检测，发现110kV一乙线A相6#-7#塔电缆套管绝缘直接接地；通过高压试验，发现故障点为6#塔A相电缆头外绝缘破损并与铁塔直接导通。原因是电缆安装不当，电缆外绝缘表面与铁塔角钢边缘长期因电缆自重挤压，造成绝缘机械损伤，最终导致电缆铠甲与铁塔直接导通。
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图1 6#塔接地箱（保护接地） 图2 7#塔接地箱（直接接地）
6#塔电缆接地形式为保护接地，7#塔电缆接地为直接接地。由于6#塔A相电缆外绝缘破损，电缆外屏蔽套管铠甲与铁塔直接接地，造成电缆有两个直接接地点（6#、7#均直接接地），在电缆带电的情况下，交流磁场使电缆外屏蔽套管产生环流，引起7#塔A相电缆终端外屏蔽与接地线连接处发热。
对6#塔故障点解除后，用绝缘摇表检测绝缘合格。对6#塔A相电缆外绝缘进行修复处理，重新安装电缆。分别对7#和6#塔电缆接地箱进行检查，对固定电缆部位进行绝缘层是否破损检查。未发现新的故障隐患，检修任务结束。
通过停电检修，找到故障点并进行解除及修复，使线路恢复正常。
4高压电缆故障预防措施
4.1预防配电电缆的过负载故障
在设计上要选择正确的设备容量，保证设备能够正确的安装。在应对电量负荷较多的时刻，应该在以往的用电量的基础上做好负荷预测工作，并且加强对配电线路的巡视工作，在树木较高的地区，要进行及时清理防护，对超负荷线路进行及时发现和改造，确保配电线路不过载。
4.2操作故障的预防
操作故障大多是人为造成的配电系统的故障，所以人员的技术教育和能力考核需要进一步加强。保证操作人员对常见的操作故障了如指掌之余也要提高操作人员的业务能力和责任心。定期检查电缆线路中带电体之间的距离和对地间隙，防止短路事故的发生。
4.3提高电缆生产制造的质量，加强质量监督工作
结合具体的工程情况，建立与高压电缆及其附件等相关技术标准和规范制度，保证高压电缆本身具有较高的产品质量。为了确保这一要素，建设单位应专门派人到厂家进行制造监督，如果在制造过程中发现了生产技术或者生产工艺的问题，及时与厂家沟通反馈，进行及时整改，直到满足建设单位的相关技术规范要求为止。而生产厂家也需要对生产的高压电缆产品采取抽样检测，确保出厂的高压电缆能够具有较高的质量水平。此外，在出厂前厂家需要加强试验和检验工作，杜绝不合格的高压电缆产品出现在市场上。
4.4考虑各种因素
进行配电施工，减轻绝缘老化问题首先，根据不同的现场要采取不同的敷设方法，在地形地质允许的情况下，采用电缆沟埋的方式。
如果是直接埋地敷设，就需要保证深度并在表面敷设一层细沙，还需要有相应的标志桩。其次，对外护套加强密封。不管高压电缆是在敷设还是运输的过程中发生了故障，都必须及时修复，避免使电缆进水。破损较小的外护套可以用防水胶带进行密封。此外，根据敷设的地质情况，也可以进行额外的胶带密封，确保不会受潮腐烂。再者，在对电缆接头的施工时，切勿在剥去半导体层时用力过猛，要保证管与端子压接表面的平滑，选择好单芯电缆屏蔽护层接地的方式，尽量使用冷缩材料。正确处理好这些电缆接头的关键工序，对于施工的结果和电缆的运行有着很大影响。
4.5高压电缆线路的安装注意点
安装时要注意散热，尽量减少接头处间隙，并且可以通过在制作电缆头前使用加热矫正的方法防止电缆自然的弯曲。在安装过程中还要注意不能改变连接部位的尺寸，否则会引起接头的表面放电、绝缘层受损等问题，在安装时，操作者要注意保护断面，防止水汽以及灰尘等落到断面上，使断面无法保持清洁。做好防火、防虫等处理。要确保防火设施的封堵厚度以及严密性，使电缆能安全稳定运行。此外，必须严格地按照电缆标准和规范对内外墙高压电缆的进口进行封堵，确保封堵强度，以免蛇虫、老鼠等小动物进入并破坏电缆和管道。高压电缆会因过载或短路等意外状况而发生火灾，变电站内高压电缆要做好防火措施，确保系统设备安全运行。高压电力电缆线路进行耐压试验后，如果残余电荷没有被充分地释放，电缆中会长期存在直流残余电荷，那么在实际运行的过程中，也会由于实际运行电压高于线路额定电压而发生电缆的绝缘层损坏的情况。所以在对高压电力电缆完成耐压试验后，一定要重视残余电荷的释放，根据施工的情况，选择合适的耐压方法，如变频电压法或震荡电压法，做好交流耐压测试，确保高压电力电缆线路的可靠运行。
结束语
综上所述，高压电缆的故障是多方面、多层次的，在对这些故障进行处理时，一定要具体问题具体分析，同时对于高压电缆的施工人员的技术也需要进一步的加强，无论是理论还是实践，都要加强创新，加强探索，从多方面入手来定制合理、科学的预防和解决措施。只有在确保供电网安全可靠的前提下，才能够更好的促进居民生活质量的提高。
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论文作者:张永辉
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/16
标签：电缆论文; 高压论文; 故障论文; 电力电缆论文; 护套论文; 线路论文; 损伤论文; 《电力设备》2019年第21期论文;