高压电力电缆故障监测措施的相关研究

朱轶瑾+郑雯佳+何嘉超

摘 要：高压电力电缆，其在电网系统中占有重要的地位。高压电力电缆在运行中，存在一定的故障隐患，在高负荷用电的背景下，要采用故障监测的手段，监督高压电力电缆的运行状态，及时发现故障问题并处理，保障高压电力电缆的安全与稳定，降低故障发生机率和影响力度。本文以高压电力电缆为研究对象，探讨故障检测措施的相关内容。

关键词：高压电力电缆；故障监测；措施

中圖分类号：F407 文献标识码：A

我国电网系统正处于逐步改革的状态，在改革创新中，高压电力电缆的规模越来越大，考虑到高压电力电缆在电网系统中的作用，全面实行故障监测，致力于解决监测中的故障问题，促使高压电力电缆保持高效、稳定的运行状态，防止发生安全事故。高压电力电缆的故障监测措施，有利于提高运行的水平，预防运行风险，体现了故障监测措施在高压电力电缆方面的实践价值。

一、高压电力电缆故障原因

分析高压电力电缆故障的原因，如：（1）高压电力电缆的生产制造，本身就是诱发故障的原因，电缆本体、连接点等未达到规范的指标标准，安装到电网系统内，有缺陷的高压电力电缆，就会第一时间表现出故障问题；（2）调试方面的故障原因，高压电力电缆安装后，通过调试的手段，促使电缆进入到正常的运行状态，实际在调试时，缺乏规范标准，或者未经过调试就投入运行，都会对高压电缆电缆造成故障影响；（3）外力破坏，鸟类迁徙、建筑改造以及人为破坏，都属于外力破坏的范围，在高压电力电缆体系中，引发故障缺陷，在短时间内就会造成断电、短路的问题。

二、高压电力电缆故障表现

高压电力电缆故障，表现为绝缘故障、附件故障两个部分，结合高压电力电缆的运行，分析故障的具体表现，如下：

1.绝缘故障

高压电力电缆的绝缘故障，在电缆运行一段时间后，经常出现，运行时间越久，故障率的发生率越高。绝缘材料在高压电力电缆中起到保护、防触电的作用，绝缘材料受到环境条件的干扰，出现老化、破裂的情况，加速丧失绝缘性能，引起了物理变化，损坏了高压电力电缆的绝缘设备和材料。绝缘故障中，最为明显的是老化问题，高压电力电缆的绝缘老化，降低了绝缘材料的保护性能，无法保障绝缘材料的安全性。

2.附件故障

高压电力电缆的附件故障，是指在附件方面，引起放电、击穿的故障问题。附件故障的表现有：（1）附件结构，在剥离半导体的操作中，破坏到了电缆的附件，在附件表面，附着了大量的灰尘、杂质，导致附件投入使用之后，产生了强大的电场，电场作用下灰尘、杂质处于游离的状态，加快了附件故障的发生速度；（2）附件制作时，连接位置有质量缺陷，待附件工作中，缺乏有效的连接控制，接头的位置，电阻数值过大，有明显的发热情况，严重时会诱发附件火灾；（3）附件安装工艺不规范，如接头、密封不规范，导致附件工作后，面临着潮气的干扰，降低了附件的工作能力。

三、高压电力电缆故障监测

1.在线监测

在线监测的应用，在高压电力电缆故障监测方面，起到监督、控制的作用，主要是监测局部放电故障。在线监测时，从高压电力电缆结构内，选择安装电流传感器的位置，如：交叉互联箱、终端接地箱等，利用传感器耦合的方法，采集系统中的电流量，直接传输到在线监测中心，实时监督高压电力电缆的运行状态。在线监测中心根据传送的状态信息，评估电缆的运行状态。

2.故障测距

高压电力电缆故障监测中的测距，属于故障定位的关键指标，测距期间，严格规划出故障的位置，快速、直接地找到故障点的位置。测距在故障监测中，属于重要的部分，辅助高压电力电缆故障的定位水平，提高故障检测及维护的工作效率。

3.监测技术

高压电力电缆有故障时，线路中的参数，有着明显的变化，采用监测技术，获取参数的实际变化量，在此基础上，推算出高压电力电缆的故障，同时有效判断故障的发生位置。列举高压电力电缆中，比较常用的监测技术，如下：

电桥法。高压电力电缆故障监测时的电桥法，具有简单、方便的特征，其应用非常广泛，其只能判断故障，无法准确地判断故障类别。电桥法中的电流稍小，采用的仪表仪器，要具有较高的灵敏性，降低故障监测时的误差。电桥法使用时，应该测量非故障电缆相电阻，同时测量电桥法接入电缆相故障点前后的电阻值，比较后，找出高压电力电缆故障的发生点。

万用表法。在高压电力电缆的故障监测过程中，万用表法短接了电缆内的金属屏蔽层以及电缆芯，也就是高压电力电缆的终端，而始端测量短接的电阻值，电阻值读数是无穷大时，说明高压电力电缆系统中，有开路的故障，电阻值的读数，高于两倍线芯的电阻，表示系统内出现了似断非断的故障情况。高压电力电缆的三芯电缆结构，如果接入了金属屏蔽层，就要考虑在终端位置，短接屏蔽层，采用万用表，接入开始位置，直接测量三相间的实际电阻值，掌握绝缘层的电阻值。高压电力电缆也存在着一些系统，没有金属屏蔽层，检测相间电阻即可，判断高压电力电缆的性能和质量。

低压脉冲法。高压电力电缆中的低压脉冲法，需要在故障电缆结构中，增加低压脉冲信号，待脉冲到达故障点、接头以及终端位置后，就会受到电气参数突变的干扰，促使脉冲信号发生反射、折射的情况，此时运用仪器，记录好低压脉冲从发射一直到接收过程的时间差，计算出高压电力电缆的故障区域。低压脉冲法在高压电力电缆的故障诊断方面，常见于低阻故障、开路故障，有一定的局限性，低压脉冲的仪器，以矩形脉冲为主，考虑到脉冲宽度、发射脉冲和反射脉冲的重叠问题，合理选择低压脉冲法的仪器。

二次脉冲法。此类方法比较适用于高压电力电缆的闪络故障，配合高压发生器冲击闪络的技术，促使二次脉冲，在电缆的故障点，表现出起弧灭弧的瞬间变化，进而出发低压脉冲信号，经过二次脉冲操作后，比较低压脉冲的波形，规划出高压电力电缆的故障点。

冲击闪络法。高压电力电缆的故障点位置，受到冲击闪络法的影响，形成了高压脉冲信号，出现了击穿放电的问题，也就是常见的闪络现场。冲击闪络法在高压电力电缆故障中，应用最为广泛，其可灵敏的检测到电缆中的闪络故障、高阻故障，通过放电的现象，评估高压电力电缆的运行状态。

结语

高压电力电缆故障监测措施中，要明确故障的发生原因和具体表现，由此才能提高故障监测的水平，全面保护高压电力电缆的安全运行。高压电力电缆在电网的发展过程中，具有较大的潜力，必须要落实电缆故障监测，优化高压电力电缆的运行环境，保障电网的安全性及可靠性，避免高压电力电缆结构中发生故障问题，提升电网运行的水平。

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