高压电力电缆接地故障查找分析

文章来源：dianli 更新时间：2020-06-17

摘要：随着我国电力系统的升级，电力输送的速度和效率大幅提升，高压输电线路的建设和优化促进了我国电力能源的快速发展，但是高压电缆在输电过程中还会出现很多的问题和故障，本文就针对高压电力电缆接地故障查找进行分析，以供参考。
关键词：高压；电力电缆；接地故障；查找
　　电力电缆不受地理环境的限制，有很多优势，因而在近些年被广泛使用，但是，也不免会产生很多故障，出现很多的安全隐患。为了不影响人们的正常使用，应该及时找出逐渐成为又一重要问题，要选择合适的测量方法，进行维修，保证电力运行的平稳有效。
1高压电缆的接地问题分析
1.1没有把接地线焊接牢固
　　电缆接头制作技术十分简单，安装便捷、施工方便，因此一些单位不注意接头质量，在接地线焊接中更是不按规范操作。在施工中，一些技术人员因为技术水平低，一方面担心电缆绝缘烧坏，另一方面又担心接地线焊接不牢固，于是在接地线焊接中总是采用简单地绑扎缠绕方法，这样就容易埋下隐患，造成接地线与铜带屏蔽层的松动。还有些施工人员在制作铜丝屏蔽电缆接头时，没有直接引出铜丝，而是先切断后绑扎，然后引出接地软线，从而引发了线路接地问题。
1.2铜带屏蔽层的过流能力较差
　　铜带屏蔽电缆应为单芯或三芯，截面一般不作规定。但是要求在制造电缆时，铜带连接处必须进行熔焊或铜焊。然而事实上一些厂家生产的电缆仍然采用锡焊，或采用搭接后用塑料袋粘贴一下，这是一种不按准则操作的不负责任的行为。现在我国电缆行业只有对电缆金属屏蔽层截面的计算，但没有为铜带搭接考虑其副作用，对于新生产的电缆可以使用这种计算方法；但在运行或存放一定时间后会产生铜带松动、氧化等问题，致使搭接处接触不良。短路电流是按沿螺旋方向，不是按轴向流动，这个时候，屏蔽层的铜带厚度和总长度决定了其电阻。这些都是造接触不良的原因。
1.3由于接地线接触不良
　　电缆附件一般都配套供应，厂家为了获得高的效益，配套接地线的长度只有规定的一半，作完电缆头后就所剩无几，就必须选择就近接地了，很多时候是直接把电缆卡按在固定螺栓上就可以了。因为油漆和锈蚀等原因，也会使接地端子产生接触不良问题。
1.4高压电缆没有接地
　　在一些情况特殊的地方，如矿山、煤井等，由于条件限制等问题，只能使用高低压电缆的屏蔽层、护套和电缆的复合的接地网。倘使高压电缆金属屏蔽层意外断裂或接地线脱离，都会造成高压电缆与地面无接触。
2查找电缆故障点
　　常用的仪器设备有：ZHPD-1000电缆故障查找仪
2.1利用电容电流测定
　　测量方法：在保证所测时的电压相等的前提下测出每相芯线的电容电流分别记为：Ia、Ib、Ic，在电缆的末端再次测量电容电流分别记为Ia′、Ib′、Ic′。第二，根据所测数值判断断线距离近似点。第三，根据C=1/2πfU这一电容量计算公式，得出结论：电压U、频率f不变时C与I成正比。电缆全长记为L，将芯线断线点距离记为X，则Ia/Ic=L/X，X=（Ic/Ia）L。电压如果保持不变这样的测定是十分准确的。
2.2零电位法测定
　　零电位法实际上是一种点位比较法，在测量的过程中其更多的是用来测量一些芯线比较短的电缆线路，测量时能够获得是十分准确的测量结果。在实际的应用中，测量人员需要先测量故障芯线的尺寸型号，然后选择一根与故障芯线型号一致长度相等的导线，将两根导线并联接入线路中，然后在电路中施加电压，这种情况下对应的两点之间电位差应当为零，在测量的过程中通过移动微伏表来观察电表的指示值，当电表显示为零时检测点的位置就是故障所在的位置。
2.3红外线探测法
　　当电缆漏电故障，多用此方法。因为如果电缆某点发生漏电故障，这个点的温度就会高于其他点，这时使用红外线探测仪，可以简单快速地检测出故障点。2.4直接查找法
　 检查线路表面，线路如果有破损、缺口、灼伤等进行重点查找。看其温度是否过高，如果线路破损断裂，应用试电笔加以查找。如果试电笔亮了，说明所测试点漏电。
2.5跨步电压法
　　跨步电压法用于定位电缆护套故障，其工作原理是用探棒检测土壤地势最低点，如果电势差越小，说明越接近故障点。利用这种方法可以有效检测电缆护套的故障。
3电缆接地故障查找原理及方法
3.1电桥法
　　当电桥平衡时，对应桥臂电阻的乘积就会相等，利用电缆的电阻和长度成正比的原理进行测试。举个例子说明一下：把没有故障的相导体和故障相导体连接形成回路后，然后把这两个相导体A和B连接好，电桥的两个桥臂就形成了。接下来就是对电阻进行调节，将电桥平衡调节到最佳状态，电流量需要达到零。导体的长度和电阻成正比，所以当达到平横的时候，故障电缆长度之比就是桥臂的电阻比。这种电桥法在使用中不是非常的广泛，只适合用于低电阻的接地故障和三相短路故障。
3.2低压脉冲反射法
　　低压脉冲反射法（以下简称低压脉冲法）适用于测量高压电缆的短路、低阻、与断路故障。据业界资料统计这种类型的故障约占电缆故障的8%。低压脉冲法还可用于测量电磁波在电缆中的传播速度和电缆的长度，还可用于区分电缆的终端头、T型接头与中间头等。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。波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差△t，对应脉冲在测量点与阻抗不匹配点往返一次的时间，已知脉冲在电缆中的波速度V，则阻抗不匹配点距离，可由公式L＝V?△t/2计算，通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质，因为断路故障反射脉冲与发射脉冲极性相同，而短路故障的反射脉冲与发射脉冲极性相反。
3.3直流高压闪络法
　 直流高压闪络法（直闪法）主要用于闪络击穿性故障的测量，其原理大致为电缆在检查故障的时候，采用HT-TC高压电缆故障测试仪，在故障电阻非常高，且并未形成稳定电阻通道之前，可以利用逐步升高的直流电压施加于被测的高压电缆上。待达到一定的电压值后故障点首先就会被击穿，形成闪络，然后再利用闪络电弧对所加入电压形成短路反射，反射回波在输入端被高阻源就会形成开路反射。这样的电压在输入端和故障点之间将产生多次反射，直至将能量消耗殆尽为止。
3.4冲击高压闪络法
　　冲击高压闪络法（冲闪法）适用于测试电缆大部分闪络故障。冲击高压闪络法试验电路与直闪法基本相同，只是在充电电容器与电缆之间增加了一个球型放电间隙。对充电电容充电，电压到达一定数值后，球型放电间隙就会击穿放电，电缆线路得到一个瞬时高压，当该高电压高于故障点临界击穿电压时，就使故障点击穿放电，产生的电流电压信号向两端传播。捕捉到该信号就可以实现故障测距。与直闪法相比而言，冲闪法波形比较复杂，辨别难度较大，准确度较低，但是适用范围更广一些。
4电缆接地故障的查找方法在铁路信号方面的应用
　　目前，对信号电缆接地故障查找准确率最高的是相位法。相位法是通过其自身所分布相容的存在，利用不同大小的相容剂接地电阻情况来判断接地故障部位。电流幅值原理和电流相位原理，是对信号电缆接地故障进行检查应遵循的主要原理。其中，使用电流幅值原理对故障进行检查，主要是利用其相容原理。通过使用信号发射器向目标排查部位注入低频正弦电压信号，这样被排查部位便会形成闭合回路，这样一来，在电流通过故障部位时，会使因接地电阻所引起的漏电情况。在利用电流相位原理进行故障排查的过程中，当信号器发送的电流经过被排查部位时，如该部位存在故障，电压相位便会减少，当电压相位增加时就证明电流已经经过了故障部位。依据之一原理可以有效的对信号电缆接地故障进行排查，及时发现故障并对其及时处理。
结语
　　电力电缆接地问题渗透在生活中的各个角落，而且时有发生，原因在于电缆未按规定接地，若要杜绝此问题，必须要加强施工管理，从源头上杜绝问题的发生。
　　参考文献：
[1]余来芳.高压电力单芯电缆接地问题的处理[J].科学咨询，2015（37）：41-42.
[2]郭毅斌.高压电缆护层接地故障查找技术的探讨与应用[J].科技风，2016（22）：114-114.