高壓電纜范文

導語：如何才能寫好一篇高壓電纜，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：電纜故障 故障測尋 高壓電纜

隨著我國工業化進程的不斷加快，電力電纜得到廣泛的應用，電纜數量成倍增長。在這樣規模龐大的電纜網絡中，受各種因素的影響，導致電纜故障頻發。因此，熟悉電纜故障發生的原因，了解電纜故障發生的種類，在一定程度上，確保電纜正常運行具有重要意義。

1 電纜發生故障的原因

電力電纜在生產、敷設、三頭工藝、附件材料、運行等環節，如果工作不到位都可能導致電纜產生故障。產生電纜故障的原因主要有：

1.1 機械傷害

因機械傷害引發的電纜故障，其形式主要表現為停電事故。通常情況下，電纜受到的機械損傷主要有：

①外力損壞。在進行地下管線施工、打樁、起重、轉運等意外損傷電纜。

②施工損傷。在牽引過程中因牽引力過大而拉傷電纜。絕緣層或屏蔽層因電纜彎曲過度遭到損傷。絕緣層和保護層因野蠻施工受到損傷等。

③自然損傷。穿越公路或鐵路以及靠近公路或鐵路并與之平行敷設的電纜，因行駛車輛的振動或沖擊性負荷，導致電纜外護套出現疲勞裂損。

1.2 絕緣受潮

通過絕緣電阻和直流耐壓試驗發生絕緣受潮故障，一般表現為絕緣電阻降低，泄漏電流增大。造成絕緣受潮的原因有：

①電纜中間頭或終端頭密封不到位或者密封失效。

②電纜制造存在缺陷，電纜外護層有孔或裂紋。

③電纜護套被異物刺穿或被腐蝕出現穿孔。

1.3 絕緣老化

電纜運行過程中，出現不當在較短時間內發生絕緣強度降低，形成這種現象的原因有：

①電纜選型不合理，導致電纜在過電壓下長期工作。

②電纜距離熱源較近，使電纜局部長期受熱出現老化。

③化學藥品對電纜絕緣層起不良化學反應導致其發生老化。

1.4 過電壓

因雷擊或其他沖擊過電壓導致電力電纜發生故障。經過現場研究分析，電纜被擊穿點存在嚴重的缺陷，這種出現故障的電纜自身的缺陷主要有：

①絕緣層出現氣泡、雜質，以及絕緣油干枯。

②電纜內屏蔽層出現節疤或者存在遺漏。

③電纜絕緣嚴重老化。

1.5 過熱

造成電纜過熱的原因主要有：

①電纜在過負荷下長期工作。

②電纜因火災引發過熱，甚至被燒傷。

③長期接受其他熱源的熱輻射。

在電纜過熱故障中過負荷是直接誘因。電纜長期工作在過負荷的環境中，沒有考慮電纜溫升和整個線路情況，致使電纜發生過熱現象。例如電纜密集、電纜溝及隧道通風不良的地方，或者電纜穿在干燥的管中等，上述原因在一定程度上都會加速損壞電纜的絕緣層。經過長期過熱后，橡塑絕緣電纜的絕緣材料出現變硬、變色、失去彈性、出現裂紋等現象。對于油紙電纜表現為絕緣干枯、絕緣焦化，甚至出現一碰就碎的現象。另外，過負荷在一定程度上也會造成鉛包疲勞而受到損傷。對于大截面、長電纜來說，如果裝有灌注式電纜頭，在線脹系數方面，由于灌注材料與電纜本體材料之間存在較大的差異，容易發生脹裂殼體的現象。

1.6 電纜的質量缺陷

在電纜線路中，電纜及電纜附件兩種材料質量的優劣，在一定程度上對電纜線路的安全運行產生直接的影響。在施工單位由于缺乏必要的專業知識，導致制作的電纜三頭存在較大的質量問題。電纜的質量缺陷歸結為：

①電纜本體存在質量缺陷。油紙電纜鉛護套存在雜質沙粒，以及電纜受到機械損傷以及壓鉛出現接縫等。在橡塑絕緣電纜主絕緣層的偏芯內出現氣泡、雜質等，節疤、遺漏在內半導電層出現，沒有進行封端面處理使得電纜在儲運中導致線芯大量進水。上述缺陷通常情況下難以發現，其絕緣電阻低、泄漏電流大，甚至耐壓擊穿等，往往只在檢修或試驗中發現。

②電纜附件存在質量缺陷。傳統三頭存在的質量缺陷是鑄鐵件有砂眼，而瓷件的強度不夠強，并且組裝加工部分粗糙，以及防水膠圈規格不符合要求或出現老化等。熱縮和冷縮電纜三頭存在的質量缺陷是絕緣管中有氣泡、雜質、厚度不均勻，密封涂膠處出現遺漏等。

③電纜頭制作存在質量缺陷。傳統三頭制作存在的質量缺陷：絕緣層繞包不緊，存在空隙、密封不到位、絕緣膠配比不對等。熱縮三頭制作存在的質量缺陷：處理半導電層不凈、安裝應力管的位置不當、熱縮管的收縮不勻、安裝地線不牢等。預制電纜三頭安裝存在的質量缺陷：剝切不精確、套裝絕緣件時剩余應力過大等。

④電纜接地系統缺陷。電纜接地系統包括電纜接地箱、電纜接地保護箱（帶護層保護器）、電纜交叉互聯箱、護層保護器等部分。一般容易發生的問題主要是因為箱體密封不好進水導致多點接地，引起金屬護層感應電流過大。另外護層保護器參數選取不合理或質量不好氧化鋅晶體不穩定也容易引發護層保護器損壞。

另外，拆卸舊電纜及附件應用到電纜線路中，在一定程度上雖然有利于重新利用材料、節省資金，但影響設備完好率，該方法慎重對待。

1.7 設計不良

隨著科技的不斷發展，電力電纜逐漸完備，結構與形式已趨于穩定，但是電纜中間頭和終端頭的各種附件處于不斷地改進過程，由于新型電纜附件缺少足夠的運行數據在新設備、新材料、新工藝上選用時要慎重。為了避免造成大面積質量事故，最好根據運行經驗的成熟度，采取逐步推廣的方式使用。電力電纜在設計方面存在的弊病：

①防水效果不好。

②材料選用不合理。

③工藝流程不成熟不合理。

④缺乏足夠的機械強度。

2 電力電纜故障的種類

根據故障的性質電纜線路故障可分為：

①低阻故障，也就是低電阻接地或短路時發生的故障。所謂低阻故障是指導體的連續性良好，但是電纜的一芯或數芯對地的絕緣電阻或者芯與芯之間的絕緣電阻小于100kΩ，被稱為低阻故障，通常情況下低阻故障分為單相接地、兩相短路或接地等。

②高阻故障，也就是高電阻接地或短路時發生的故障。所謂高阻故障是指導體連續性良好，但是電纜的一芯或數芯對地絕緣電阻或者芯與芯之間的絕緣電阻高于100kΩ，但是遠遠低于正常值被稱為高阻故障。通常情況下高阻故障分為單相接地、兩相短路或接地等。

③斷線故障。電纜中有一芯或數芯導體不連續，但是其余各芯絕緣均良好，稱為斷線故障。

④斷線并接地或短路故障。電纜有一芯或者數芯導體不連續，經過電阻接地或短路，被稱為斷線并接地或短路故障。

⑤泄漏性故障，是高阻故障極端形式，是指進行電纜絕緣預防性耐壓試驗時，隨著試驗電壓的升高其泄漏電流逐漸增大，直至超過泄漏電流的允許值。

⑥閃絡性故障，是高阻故障的另一種極端形式。所謂閃絡性故障是指進行電纜絕緣預防性耐壓試驗時，泄漏電流小而平穩，當試驗電壓升高到尚未或者已經達到額定試驗電壓時，泄漏電流驟然增大并迅速產生閃絡擊穿。短期內存在閃絡性故障的電纜，在較低的電壓下，可能會完全停止閃絡擊穿的現象并顯現良好的電氣性能。

3 電纜故障的測尋步驟

①確定故障性質。

②故障點的燒穿。即通過燒穿將高阻故障或閃絡性故障變為低阻故障，以便進行粗測。

③粗測，就是測出故障點到電纜任意一端的距離。粗測的方法有多種，一般可歸納為兩大類，一類是電橋法，另一類是脈沖發射法。

④敷設測尋故障電纜的路徑。其方法就是將音頻信號電流通入電纜中，通過接收機，利用接收線圈對此音頻信號進行接收。

⑤精測故障點（定點檢測），通過采用聲測、感應、測接地電位等方法，對故障點的精確位置進行確定。

上述步驟只是一般性的測尋步驟，進行實際測尋時，要區別對待，例如，電纜敷設路徑的圖紙很準確時可以忽略測敷設路徑；對于高阻故障，利用閃絡法直接進行粗測等等。

4 電纜頭制作質量缺陷引起的故障舉例

某110kV變電站360出線電纜為交聯單芯絕緣電纜，長度為230m，投運時間為2009年10月13日，2009年12月17日，發生A相電纜放電擊穿現象，且在B、C相電纜頭接地辮絕緣包封處變黑，查閱交接試驗報告未見異常，經多方查閱有關資料認定，電纜頭上接地辮絕緣包封處變黑系電暈放電時吸附灰塵所致。經分析造成這種現象可能是在電纜頭制作過程中，應力管安裝位置不當、熱縮管收縮不均勻、地線安裝不牢造成電場分布不均勻，引起放電。鑒于以上情況，對B、C相電纜頭進行解體，發現兩相電纜應力管安裝位置不當，與絕緣屏蔽層沒搭接，有一定的距離。這是一起典型的電纜頭制作不良引起的故障。在重新更換制作電纜頭，并將應力管與絕緣屏蔽層接觸良好后，至今運行正常。

參考文獻：

[1]王潤卿，呂慶榮.電力電纜的安裝、運行與故障測尋[M].化學工業出版社出版，1994.

[2]張棟國.電纜故障分析與測試[M].中國電力出版社，2005.

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關鍵字:高壓電纜；11OKV及以上；施工；實驗；

1.電纜的運輸保管

高壓電纜的運輸可由廠家直接汽車貨運到現場, 或者委托有經驗的大型物件運輸公司完成,在運輸途中要認真做好交接裝卸、運輸固定和存儲保管工作, 避免可能發生的裝卸沖擊損害。由于高壓電纜通常是按現場設計長度訂做的, 因此,收貨時必須認真清點電纜及其附件的型號、規格、數量、出廠合格證明和試驗報告, 檢查電纜的密封防潮情況。高壓電纜存放時和敷設后擺放于現場準備接頭施工的過程中, 都要注意做好電纜的保護工作, 采取必要的措施防止受潮、外力損傷或被盜。

高壓電纜的運輸保管并不復雜, 但又容不得有絲毫閃失, 做好電纜的運輸保管工作, 也在一定程度上反映了各參建單位的管理組織水平。監理從這一環節開始, 就要協助建設單位做好安全管理工作, 組建安全監督委員會, 將施工安全措施落實到實處。

2.電纜的敷設

110KV及以上高壓電纜的敷設方式, 設計單位需考慮電纜經過的地段環境、施工工藝要求以及工程投資等因素, 經現場勘測選擇采用槽盒直埋、穿管或者電纜隧道用電纜支架的托承等方案。施工單位和監理工程師在施工過程中, 根據工地實際情況提出合理的意見和建議。進人工程實體施工階段, 工程的順利推進要求建設、監理、設計、施工單位以及供貨廠家協調運作, 監理單位受建設單位委托對工程進行管理, 在現場要起到對質量、投資、進度、安全“ 四控制” , 合同管理、信息管理“兩管理” 以及組織、協調的作用,通過落實匯報審批制度、定期協調例會制度等方式建立起暢順的溝通渠道, 及時解決施工中存在的問題。高壓電纜敷設路徑通常較為復雜, 放線施工質量直接影響到電纜的竣工質量。

在放線時技術人員要對電纜輸送機以及牽引機的牽引力、牽引速度進行控制, 在合適的位置布置放纜轉彎滑輪和電纜輸送機, 電纜彎曲半徑不能過小, 必須滿足廠家以及規范的要求, 注意避免轉彎位、穿管管口處對電纜外表面的刮劃損傷。有的高壓電纜外護套表面是一層半導電石墨層, 其作用是作為測量護層絕緣時的外電極, 石墨層的損傷脫落將可能造成護層絕緣降低, 或者形成易受到侵蝕的薄弱環節。

電纜的敷設布置采用隧道支架敷設時, 應考慮電纜的熱脹冷縮, 根據電纜路徑地形的變化,設置迂回備用裕量或采用蛇形敷設, 在電纜支承點考慮支架的襯墊以及電纜的固定形式, 在合適的位置采取剛性固定。同時要考慮防火阻燃的設計, 在重要的電纜溝和隧道中, 按消防要求進行分段, 用軟質耐火材料設置阻火墻或裝設防火門。電纜接頭兩側及終端電纜頭3至5米長的區段應施加防火涂料或防火包帶。

高壓電纜采用直埋方式敷設時, 埋設深度須滿足規范要求, 并埋設警示帶。當遇到跨越不可穿越路障及穿出地表跨過橋梁等情況必須淺埋時,在淺埋處就要做好足夠的保護措施, 設計堅固的保護層, 在地表豎立醒目的警示標志。

特別是規劃發展中的區域以及市政改造建設頻繁地區, 緊鄰電纜地段的施工是高壓電纜安全運行的最大威脅, 鉤機挖傷電纜及鑿穿電纜護套的案例屢見不鮮。

此外, 在工程竣工后及時將準確的電纜沿布圖提交城建規劃部門, 讓其在周邊地區施工審批階段就對施工單位進行提醒告誡, 也是間接有效的保護措施。

3.高壓電纜接頭及終端施工

近年以來, 高壓電纜的接頭及終端等附件很多已采用預制化產品, 技術已很成熟, 應該優先選用預制化產品對安裝施工人員以及環境的依賴程度較低, 接頭施工質量比較容易得到保證。接頭安裝施工需要良好的現場施工環境, 過去我們曾對國外廠家要求的恒溫恒濕施工場所頗有微詞, 但經過實踐證明, 按高標準嚴要求建立起來的施工場所,對保證施工質量, 提高勞動效率是十分有效和必要的。在室外電纜接頭井的施工中, 廣州地鐵二號線主變電站110KV供電電纜接頭施工中采用無底集裝箱形成空調封閉環境, 地面彩條纖維布鋪墊的方法搭建施工棚, 取得了良好的效果。

高壓電纜終端和接頭制作時, 施工人員要嚴格遵守制作工藝規程。高壓電纜的接頭、終端的結構, 很重要的一點是對電應力的控制, 對附件中電場分布、電場畸變的控制, 特別是電纜外屏蔽切斷處的電場分布。因此, 高壓電纜終端和接頭制作時, 對工藝步驟、尺寸大小、纏繞包帶的要求都是十分嚴格的, 不容許有絲毫的差錯。錯誤的纏繞包帶的選擇會導致附件電場分布的改變,從而造成嚴重的后果。通常廠家在安裝的時候派出現場督導到施工現場監管指導, 隨著工程建設監理制度的完善, 委托監理對施工單位執行電纜終端和接頭制作工藝規程情況進行監督是可行和有效的。

監理工程師在設備監造的同時接受了相應的培訓, 使其在現場有足夠的技術水平和經驗技能對施工人員的操作進行監督和指導。工程建設的趨勢要求工程建設管理者更新管理理念, 逐漸推行“小業主、大監理” 的管理模式, 建設方賦予監理方更大的權限, 監理方負擔起更大的責任。高壓電纜接頭施工是電纜建設最重要的環節,科學的工藝技術措施、嚴格的管理制度、相應的監督機制相結合, 才能夠有效地保證這一環節的工藝質量。

4.電纜及附件試驗

絕緣測試、耐壓試驗是檢驗高壓電纜及其附件的生產、敷設、安裝質量的重要手段, 生產廠家應提供出廠前預鑒定試驗報告供用戶審查。在高壓電纜中間接頭、終端施工完畢后, 先要做外護套的絕緣、耐壓試驗, 這是檢驗電纜安裝質量的第一道關口, 也是較容易出現問題的地方, 發現了絕緣薄弱環節必須及時修復, 然后再進行高壓電纜的每相導體絕緣測試及主絕緣的耐壓試驗、導體直流電阻和電纜線路參數測試等試驗。在做XLPE交聯聚乙烯電纜主絕緣的耐壓試驗時, 因國家尚未制訂高壓電力電纜敷設后現場交流耐壓試驗的相應標準, 選擇何種試驗方案常常引起爭論。

不少研究表明, 采用直流耐壓試驗方式對電纜絕緣有不同程度的損害, 直流試驗后的直流殘余電荷, 投運后在其上疊加交流電壓峰值將可能致使電纜發生擊穿, 即使通過了直流試驗不發生擊穿, 也會引起絕緣的嚴重損傷。如果要進行交流耐壓試驗, 由于整條電力電纜容量很大, 所要求試驗設備容量、電源功率非常大, 在現場安裝后做工頻交流耐壓試驗十分困難。根據110交聯聚乙稀絕緣電力電纜訂貨技術條件中要求,電纜交流耐壓試驗可選用在導體與金屬屏蔽、金屬套間施加電壓 110KV持續5分鐘或施加電壓64KV持續24小時試驗。如果條件允許的話, 高壓電纜現場耐壓試驗建議采用變頻諧振系統進行。變頻諧振系統相對50Hz 交流試驗設備和調感調容諧振系統來說具有品質因數高、需用功率小、設備體積小、重量輕等優點。

對油紙絕緣充油電纜, 竣工試驗還應包括油流動試驗、浸漬系數試驗和油樣試驗等。所有這些油務試驗, 特別是主絕緣的耐壓試驗, 必須委托有相應資質的試驗單位進行, 監理工程師審核其資質和試驗方案, 并旁站見證提取油樣、耐壓試驗過程, 做好清晰準確的記錄。工程施工完畢后, 建設單位組織有關部門進行竣工驗收, 聽取參建單位的匯報, 現場檢查工程實體施工質量,對工程資料進行檢查, 必要時進行抽查復核。施工過程形成的文件作為現場第一手資料, 各參建單位要對其真實、完整、準確性負責, 工程資料的收集歸檔工作要引起足夠的重視。

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關鍵詞：高壓電纜；運行隱患；安全防范

作者簡介：張峻嶺（1972-），男，黑龍江綏化人，綏化電業局豐源供電公司，工程師；修連住（1974-），男，黑龍江綏化人，綏化電業局帶電工區，助理工程師。（黑龍江 綏化 152061）

中圖分類號：TM81  文獻標識碼：A  文章編號：1007-0079（2011）36-0145-02

隨著國民經濟的迅速發展，電力電纜的應用將越來越廣。在某種意義上說，電纜使用的普遍性不僅反映了電力工業發展的速度和深度，同時也反映了城市建設的現代化程度。電纜線路的建設費用雖然比架空線路昂貴，但它有許多優點，而且在一些特殊情況下，它能完成架空線路不易或甚至無法完成的任務。目前電力電纜已廣泛應用于交流500千伏及以下的電壓等級，一些國家已在研制并試運行750千伏的超高壓電纜。高壓直流電力電纜的運行電壓已達±500千伏。目前我國已有很多110-220千伏充油電纜在各水電站和電網中使用，330千伏充油電纜早已成功地投入運行，500千伏充油電纜也已經在試制，更高電壓等級的電纜正在研究中。本文研究了高壓電纜運行中存在的隱患與安全防范措施。

一、高壓電纜的發展

隨著電力工業的發展，各種電壓等級的電纜也相繼出現。1908年英國有了20千伏的電纜網，1910年德國的30千伏電纜網已具有現代結構，1924年法國首先使用了單芯66千伏電纜，1927年美國開始采用了132千伏充油電纜，并于1934年完成第一條220千伏電纜的敷設。1952-1955年法國制成了380-425千伏充油電纜，并在1960年左右試制了500千伏大容量的充油電纜。至70年代初期500千伏電纜已在一些國家投入運行，目前一些國家已在研制和試驗750千伏的電纜。為了滿足大容量輸電的需要，近十年來，對低溫電纜，蒸發冷卻電纜和超導電纜等進行了研究。

在高壓電纜的發展過程中，有兩個里程碑。首先是1914年德國工程師M.霍司特達對于統包型電纜絕緣結構進行了改革，提出了屏蔽型電纜的結構，從而改善了電纜內部場分布，消除了沿絕緣表面的正切應力。其次是1924年意大利工程師L.伊曼努里提出了采用低粘度的礦物油來浸漬電纜的紙絕緣，并在電纜內部設置油道與供油箱相連以保持電纜中的壓力，從而抑制了電纜絕緣內部氣隙的產生，使電纜的工作電壓能提高到110千伏以上。

消除游離的關鍵是防止氣隙的產生，抑制氣隙的方法大致可以歸納為三類。

（1）采用低粘度的礦物油作為紙絕緣的浸漬劑，并在線芯導體中心或線芯絕緣周圍設置油的通道，這樣可使壓力經常地施加在浸漬劑上以防止氣隙的產生。

（2）在普遍油浸紙絕緣電纜的外部施加壓力，并采用柔軟的、不滲透的護套如鉛包或聚乙烯包皮將加壓煤質與油浸紙絕緣隔開。這樣當電纜冷卻收縮時，由于外部壓力的壓縮，在絕緣層內就不易形成氣隙或低壓力的空隙。

（3）在電纜的鉛包內充入高壓力的惰性氣體，它直接與絕緣接觸，并作為絕緣的一部分。

根據上述三種方法可制造出各種類型的高壓電力電纜，如自容式充油和充氣電纜，鋼管充油和充氣電纜，自容式和鋼管壓力電纜，管道壓氣電纜等。相關的電纜仍在進一步研制中。

二、高壓電纜的機械性能

電纜在制造、運輸、敷設安裝過程及長期運行中，會受到各種機械力的作用，因此要求構成電纜的材料和電纜本身有一定的機械性能。而且在特殊的使用條件下，還有必要對電纜的設計和制造提出特殊的機械性能要求。

1.線芯截面

電力電纜必須有足夠大的線芯截面才能滿足輸送容量的要求。電纜線芯只由一根實心導體組成，則其可彎曲性能將會很差。為了增加電纜的柔軟性，采用線芯是由多股單線絞制而成，這樣在彎曲時，每股單線的變形都很小，以保證在規定的彎曲時，每股單線的變形都很小，以保證在規定的彎曲半徑下不會給電纜的結構和性能造成損害。一般電纜的可彎曲性大致與組成線芯的單根導線的股數的平方根成正比，但由于電纜的可彎曲性同時被電纜絕緣及其保護層所限制，故股線數太多對可彎曲性的改善收益卻不大，但大大增加了制造復雜性，所以股數不宜太多。制造部門對不同標稱截面的線芯都規定了一定的絞線股數。線芯還存在結構上的穩定性問題。如由平行排列的單根導線組成的線芯在彎曲時各層中的各根導線的變形都不一樣，彎曲后再展直，線芯就會變形。若將多股線芯分為若干層絞制，各層的退扭力矩得到部分消除，從而增加了線芯結構的穩定性。特別是一些在敷設過程中可能受到較大拉力的電纜，退扭問題較為突出。

一般而言，扭絞節距越小，則線芯越柔軟，結構也越穩定。但節距也不能太小，以免導致線芯電阻值過分增大。

2.鎧裝鋼絲

我國生產的單芯充油電纜，當敷設在需要承受較大拉力或敷設時需要承受拉力時均采用鋼絲鎧裝，鋼絲的直徑和根數主要是根據電纜可能承受的各種機械拉力和電纜的尺寸決定的。對于垂直敷設的電纜，由于承受的拉力不是太大故有時也采用弓形截面的扁鋼絲作鎧裝層，而對于需要承受較大拉力的水底電纜均采用圓鋼絲作鎧裝層。有時海底電纜還會受到與海底巖石磨損的作用，在磨損比較嚴重的情況下，可采用雙層鋼絲鎧裝的結構，此時為了平衡內外兩層鋼絲的扭轉力矩，外層鋼絲除了要改變絞制方向外，其直徑應比內層鋼絲的小一些。但有時為了特別加強對磨損的抵御時，外層鋼絲也選用與內層鋼絲相同的直徑。為防止化學腐蝕，在鋼絲外均鍍鋅，有時還擠上一層塑料護套。對于單芯交流電纜，為了減少運行時的鎧裝層損耗，在鋼絲鎧裝層中均勻地嵌入若干非磁性的銅絲，以增加鎧裝層的磁阻，減少鎧裝損耗。

三、高壓電纜運行隱患分析

1.電纜施工遺留隱患

高壓線路在鋪設的過程中，如果牽引力和扭力等控制不當，或者半徑沒有滿足彎曲度的要求，這將使電纜的金屬護套留下隱患，雖然當前試驗是合格的，但在運行了一段時間后，這些隱患也是無法消除并將影響系統的安全穩定運行。

在電力電纜的制作過程中，周圍的環境也許也不能滿足，這也將帶來許多隱患，比如大的空氣濕度，很低的環境溫度，過多的空氣雜質和過多的灰塵等，不但會使附件中含有大量的水分，而且會嚴重縮短電纜的壽命。在電力電纜附件的制作過程中，如果工藝尺寸和質量的控制出現了很嚴重的偏差，這將產生非常嚴重的后果，最嚴重時將導致附件的擊穿，某電力公司曾發生過類似的事故。

2.電纜運行隱患

電纜線路受到外力的破壞也是非常嚴重的，直接威脅著電力電纜線路的可靠運行。比較差的隧道環境也為電纜的安全運行埋下了許多安全性的隱患，如果隧道滲水非常嚴重，積水比較深，那么電纜將交叉互聯，嚴重影響了電纜的互聯接地運行方式。如果地區隧道資源比較緊張，可能導致區域電纜放置混亂，各個電壓等級的電纜都擠在了一起，一旦低電壓等級的電纜出線故障，則可能危害到高電壓等級的電纜。同時有些隧道內的通風也不是很好，這樣大量的熱量在隧道內積聚，隧道的溫度會非常的高，嚴重限制電纜的安全穩定運行，使得電纜的老化速度加快。

四、結束語

高壓線路是電力系統的核心網架，高壓電纜作為高壓線路的主要形式之一，其可靠性和安全性至關重要，運行應將高壓電纜作為重點監控對象，及時發現隱性故障，確保其安全可靠工作。

參考文獻：

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關鍵詞：高壓電纜；故障；對策

隨著城市電網的發展以及城市美化的要求，高電壓等級的交聯聚乙烯（XLPE）因其具有安全可靠、節省空間、敷設方便等特點，在城市的電網中得到越來越廣泛地使用，隨著電纜規模越大，運行時間越長，電纜故障會越來越頻繁。地下電纜一旦發生故障，故障查找及搶修所需時間長，將帶來難以估量的停電損失[1]。因此，加強對高壓交聯電纜的故障分析，掌握相應的控制措施，能及時發現電力運行中隱患，預防意外事故的發生，防止停電事故或者人員傷亡，對保護人身、電網、設備的安全具有重要意義。

1高壓電纜故障原因分析

1.1廠家制造原因

1.1.1電纜本體制造原因

一般在電纜生產過程中容易出現的問題有絕緣偏心、絕緣屏蔽厚度不均勻、絕緣內有雜質、內外屏蔽有突起、交聯度不均勻、電纜受潮、電纜金屬護套密封不良等，有些情況比較嚴重可能在竣工試驗中或投運后不久出現故障，大部分在電纜系統中以缺陷形式存在，對電纜長期安全運行造成嚴重隱患[2]。

1.1.2電纜接頭制造原因

電纜接頭分為電纜終端接頭和電纜中間接頭，不管什么接頭形式，電纜接頭故障一般都出現在電纜絕緣屏蔽斷口處，因為這里是電應力集中的部位，因制造原因導致電纜接頭故障的原因有應力錐本體制造缺陷、絕緣填充劑問題等原因。

1.2 施工質量原因

因為施工質量導致高壓電纜系統故障的事例很多：一是現場條件比較差，電纜和接頭在工廠制造時環境和工藝要求都很高，而施工現場溫度變化、濕度、灰塵都不好控制。二是在電纜敷設時野蠻拖拉，損傷電纜外護層，引起主絕緣受損。三是由于工作人員的粗心在電纜頭制作過程中絕緣表面難免會留下細小的刀痕，半導電層清理不干凈，另外接頭施工過程中由于絕緣暴露在空氣中，絕緣中也會吸入水分受潮，這些都給長期安全運行留下隱患。四是安裝時，工作人員沒有嚴格按照工藝施工或工藝規定尺寸要求去做。五是竣工驗收采用直流耐壓試驗造成接頭內形成反電場導致絕緣破壞。六是因密封處理不善，導致電纜受潮。中間接頭必須采用金屬銅外殼外加PE 或 PVC 絕緣防腐層的密封結構，在現場施工中保證鉛封的密實，這樣有效的保證了接頭的密封防水性能。

1.3 外力破壞原因

一是機械開挖，人工打樁時未經核對，破壞電纜而接地短路。二是車輛碾壓，地面下沉，造成電纜錯位、變形，導致電纜故障

1.4 設計原因

因電纜受熱膨脹導致的電纜擠傷導致擊穿。交聯電纜負荷高時，線芯溫度升高，電纜受熱膨脹，在隧道內轉彎處電纜頂在支架立面上，長期大負荷運行電纜蠕動力量很大，導致支架立面壓破電纜外護套、金屬護套，擠入電纜絕緣層導致電纜擊穿[3]。

2高壓電纜故障點的精確定位

為了便于組織電纜故障處理，還必須對其進行精確定位。首先要查看電纜敷設時的原始資料，對電纜的走向、敷設方式、中間接頭的位置及周圍環境進行了解。有的時候由于原始施工資料不是很齊全，知道電纜的故障距離，都是不知道具體到了什么位置，這個時候就要用電纜路徑儀器探測出電纜路徑。

對于閃絡型和高阻的故障，使用聲磁同步法確定故障點。在電纜一端施加高壓脈沖后，故障點會發生伴隨聲音信號和電磁信號的放電，由于交聯聚乙烯電纜內部存在大量無規則的氣隙，放電時擊穿處發出的聲音會在交聯電纜的填充物內漫射，在電纜溝里面的電纜還會有空腔共振的情況，在一大段電纜內部都聽得見聲音，且音量大小基本相同。遇到噪聲太大，放電聲音太小而聽不清楚時，但是可以接受到明顯的磁場信號時，可選擇在夜深人靜時再聽，這時監聽效果比白天要明顯變好。對于特別低阻型的故障，例如故障電阻小于 10 歐，測試儀器很難檢測到故障點放電的聲音，或者根本就沒有放電的聲音，因此不能用聲磁同步法進行故障定位。在電纜故障相注入沖擊電壓信號，沖擊的電流經過故障點后流回電源。由于電磁耦合作用，在大地產生的感應磁場，通過電纜路徑儀器或磁場感應儀器從電壓發射器的一側開始進行測量，磁場信號明顯變弱或者突然中斷消失的地方一般就是故障點的位置[4]。

3對策措施

3.1加強對電纜敷設施工人員的技術培訓與考核

對電纜敷設施工人員，必須進行必要的業務素質與技術的培訓和考核，無相應級別資質的人員不得進行電纜安裝施工，同時加強現場施工質量的監督管理，及時制止、糾正不符合標準的施工作業，杜絕為搶工程進度而犧牲工程質量的行為。確保電力電纜安裝質量符合有關標準要求。加強有關技術資料管理施工竣工圖要與現場實際情況相符且繪制規范并做到及時存檔。在電纜中間接頭及電纜走向位置一定要標明坐標，以便于日后對電纜進行及時有效的維護、檢修。

3.2控制電纜附件的安裝質量

剝除電纜各層時要仔細，下刀是一定要小心。特別是在剝外半導電屏蔽層時，不得劃傷主絕緣及半導體層。必須嚴格按電纜頭制作說明書的安裝尺寸去做；在安裝電纜頭時，應做好密封和防潮。導體不能留得過長，防止雨水進入。

3.3嚴把試驗和驗收關

嚴格按照有關標準要求對電纜線路工程的電纜進行耐壓試驗、驗收，發現問題及時解決。對各項技術指標試驗未符合標準要求的線路工程，嚴禁投入運行。加強與管轄有關部門的信息溝通及技術交流，嚴格規范建設單位的審批程序，加大對現場施工單位的監管，避免施工作業中的開挖、打樁等工作造成對電力電纜的損傷[5]。

3.4圖紙會審

施工前進行積極的圖紙會審，與設計和其他技術人員進行溝通，在適當地點增加避雷器，能有效地避免一定程度的大氣過電壓和內部過電壓。

3.5加強電纜線路的運行維護

對電纜線路的巡視要“眼睛明亮點、腿腳勤快點、嘴巴嗦點”，防止外力造成電纜的機械損傷；按時對電纜線路進行溫度測量和接地電流檢測，一旦發現電纜金屬護套接地電流偏大的情況應及時進行事故排查，防止因電纜頭過熱而引發電纜故障。

3.6應用新技術對電纜線路進行監控

隨著科學技術的發展. 光纖測溫、接地電流在線監測、高壓振蕩波局放監測和局放在線等新技術得到推廣和應用，對電纜的運行水平進行監控，并取得了一定的成效。

4結語

對電力電纜故障防范措施的研究探討是一項系統工程。無論是在理論上，還是在工程實踐上都還有很多問題有待解決，了解電纜發生故障的真正原因，掌握電力電纜故障的有效防范措施，對防范電纜故障，提高電纜的運行維護水平具有重要的指導性意義，對電力運行以及使用單位的設備維護都有積極的作用，同時對電力電纜智能化監測系統的開發具有很好的參考價值。

參考文獻：

[1] 黃輝，鄭明，李迪，藍錦標. 海上風電場海底高壓電纜故障監測方法的研究[J]. 電氣技術，2013，01：48-52.

[2] 葉浩強. 110kV高壓電纜常見故障及施工技術[J]. 電源技術應用，2013，02：268+271.

[3] 劉甜，田錦釗. 基于低壓脈沖法對井下高壓電纜故障檢測技術研究與探討[J]. 中國科技投資，2013，Z4：123+149.

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關鍵詞：變電站 高壓電纜 質量控制當今社會，電在我們的生產生活中顯得越來越重要，我們對電的依賴程度也越來越深，沒有電，學生無法學習，工廠停止生產，貿易停止交易。因此，變電站的正常運行甚是重要，保證變電站的質量也是保證社會的正常活動能有序的進行。在變電站中，高壓電纜的質量會直接影響整個變電站的質量，故有效控制高壓電纜的質量顯得尤為重要。

一、現階段高壓電纜的質量要求

變電站能在電能輸送時，使電壓升高變為高壓電，到用戶附近時，再按照具體的需要降低電壓，以將電能送到千家萬戶。變電站就是這樣，通過多次的改變電壓，順利有效的將電能輸送給用戶，從而完成整個電能的輸送過程。高壓電纜是整個變電站電纜工程的重要部分之一，其質量將在很多程度上左右變電站的效益。

高壓電纜一般是使用在變電站的站用變壓器的連接和站用外來電源的連接，以及一些配電間隔的引出線上。電力系統對變電站高壓電纜的建設在質量標準上從高壓電纜使用型號，到高壓電纜承載流量，再到高壓電纜頭的工藝制作等都有嚴格的規定。高壓電纜的型號在使用時多為10kV和35kV，它們都有對應的應用情景。根據變電站的各個連接處的電壓電流量選用合適的電纜，以保證高壓電纜對電流的承載流量。有數據顯示，85%的電纜故障都是由電纜頭引起的，因此，在高壓電纜中對電纜頭及其安裝應具有更高的質量要求。在高壓電纜的連接處，也就是電纜頭的位置，要對電纜管進行加工，加工是要求管口必須沒有毛刺和尖銳的棱角，管口應做成喇叭裝。施工過程中，電纜管若需彎制，不能有裂縫和明顯凹陷的形狀，彎曲程度不宜大于電管外徑的10%。此外，對于電纜管的絕緣措施也有到位，保證安全。

二、變電站高壓電纜可能存在的質量問題

變電站高壓電纜的質量問題主要可能出現在電纜管本身的質量問題上，電纜接地，高壓電纜的施工，如電纜的敷設過程，包括直接敷設和電纜溝的敷設，等等。電纜管包括電纜保護管、電纜頭、應力管和預制附件等。這些電纜管的質量問題有可能是廠家生產過程中的疏忽，或是購買到次品，亦或是在電纜的運輸過程中造成的對電纜的損壞等。

高壓電纜施工過程導致的質量方面的隱患，相對于電纜本身的質量問題就復雜的多了該過程主要的問題是電纜的敷設難道較大和電纜頭制作工藝的復雜。要控制好高壓電纜施工時的質量，應從高壓電纜的敷設和制作電纜頭的過程開始控制，才能有更多的保障。電纜的敷設有直埋敷設和電纜溝敷設。其中，直埋敷設是比較常用的，因為直埋敷設的施工過程簡單，成本較大，加之泥土的散熱效果良好，直埋土里還可以美化變電站，節約地面上的空間。然而，由于周邊土地的限制，在直埋敷設的過程中，整根電纜不能靈活移動。當有電流通過線芯時，線芯由于電熱作用下，給電纜兩端會產生很多推力，對兩端的安全造成威脅。

直埋敷設將電纜直埋于地下，電纜易遭到腐蝕，造成損壞，故會建設電纜溝，以緩解電纜的損壞程度。隨著經濟社會的飛速發展，變電站的數量不斷增加，且變電站的容量也增大了，電纜溝餓規模變得復雜起來。但是，電纜溝位于地下，檢修起來并不容易，往往會對變電站造成威脅。一般情況下，電纜溝的故障是隱蔽漸進地進行，事故癥狀一旦發現，將很難避免，嚴重時會對整個變電站造成損害。此外，電纜的熱伸縮性較大，敷設于斜面時易發生滑落狀況，在施工時應特別注意。

三、如何控制變電站高壓電纜的質量問題

變電站高壓電纜的質量控制對我們的生產生活都具有重大意義，針對以上所提及的變電站高壓電纜的質量問題，可從以下三個方面對高壓電纜進行質量控制。

1、嚴格采購制度，確保電纜本身質量

在貴高壓電纜及其附件進行采購時，一定要有嚴格的采購制度，包括對電纜品牌的確定、廠家的選擇、運輸的安全保障等。選擇電纜品牌是不一定要選最著名的，但一定要是最安全的，選品牌其實選的是信譽，只有擁有良好的信譽，對電纜的品質才能有更大的保障。選擇廠家時，可以生產電纜處實地考察。變電站對電纜的需求并不是一根兩根，而是大量地購入，因此，采購人員可以到生產廠家實地考察，相信規范的生產工藝生產出來的產品是更有保障的。此外，每次采購都應對采購的產品進行一一檢查，確保安全。采購運輸時，應注意防水防潮等問題，以免造成電纜的損壞。

2、規范高壓電纜施工過程，保證施工安全

規范高壓電纜的施工過程，既是施工人員安全的有效保障，也是變電站安全的保障。在施工過程中，應合理分配任務，安排好崗位，同心協力，共同完成施工。

電纜直埋敷設時應注意，電纜填埋的深度應大于0.7米，且電纜的周圍應鋪上不小于100毫米厚的砂層或軟土。而在電纜溝敷設時，要規范電纜接頭兩個末端的剛性固定，確保電纜接頭處的安全。對于電纜溝，我們可以采用先進的計算機電子技術，對電纜的各個方位進行智能化的監控防護，以解決其不易檢修的特點。針對電纜頭制作工藝的復雜，應規范電纜頭的制作標準，對于施工人員處理電纜頭時要嚴格把關，按照安全標準進行。總之，針對高壓電纜施工過程的各個細節，都要有嚴格的規范，才能更好地保證各類安全。

3、培訓施工人員，提高其素質及技術水平

高壓電纜的質量控制是需要專業性的高技能水平的人才，對施工人員的職業道德素養及專業技能有較高的要求。電力系統組織員工培訓，既可以提高其自身的綜合素養，也可以在施工過程中有效的保護自己及保證施工的質量。在培訓過程中，對員工進行職業道德教育和專業電纜技能的培訓可有效提高工作效率。電纜施工是一個高危的職業，缺乏盡職精神和專業知識很容易發生事故，因此，培訓員工是十分必有的。

綜上所述，對變電站高壓電纜的質量進行嚴格的控制，既可以避免浪費，節約時間、人力、財力等，還可以提高變電站的工作效率，確保變電站的安全運行，從而保證經濟的有序進行。

參考文獻：

[1]許繼葵,牛海清等.高壓電纜網絡短路分流系統的研究.高壓電技術.2007年10期

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關鍵詞：城市 電網 高壓 電纜 運維

中圖分類號：U665 文獻標識碼： A

前言：如今，我國電力事業日益發展完善，設備規模、運行環境較之以往多有不同，這也給新時期中城市電纜的運行帶來了新的挑戰。原來那種粗放、單一的管理模式無疑難以滿足當前城市電網高壓電纜的運行要求，我們一方面要結合新條件、新問題、新思路來考慮電網運維問題，另一方面還需形成一套與當前城市電網電纜運維相適應的技術體系，提升電網設備的運維質量，保障城市電力供應的安全可靠。

1 城市高壓電纜運行問題

第一，近年來，隨著我國城市電網電纜線事業的向前發展，越來越多的工程不得不趕工完成，這導致施工單位與運行部門之間溝通困難，很難做好銜接工作，運行部門幾乎很難在施工各階段介入工程的實際施工中來，致使對工程施工質量的管理控制工作很難達到預期效果，導致電網線路在投入運行后存在很多隱患。第二，考慮到電纜敷埋屬于隱蔽施工，這對故障測尋工作帶來了相當大的難度，而且當前電纜線路越來越多地采取GIS終端、T接多個變電站方式，這大大地增加了電纜故障測尋的難度和時間；此外，由于電網電纜敷設的周邊地理環境和交通狀況較為復雜，縱然確定了電網故障點，我們還要根據具體情況開展道路挖掘、故障修復等工作，這使得恢復送電工作的時間較長，也給周邊居民用電帶來了很多不便。第三，如今城市中市政管道、建筑工程施工頻繁，這也給電纜線路在安裝階段帶來了外力破壞風險。由于類似施工項目（鉆探、頂管、機械開挖等）分布面廣，而且很難找到一定的施工規律，這使得電纜運行維護工作很難正常進行。第四，當前，我國高壓電纜主要都是使用交聯聚乙烯絕緣電纜，該產品在受熱或機械作用環境中，很容易老化變質，隨著時間的推移質量慢慢降低，并最終可能引發電纜局部放電、擊穿等故障。

2 城市電網高壓電纜運維準備工作

2.1 健全法律制度，制定電纜安裝施工方案

結合城市電網高壓電纜的特點，針對前文所述存在的問題，健全法律制度；再依據現有《建設工程電氣安裝質量監督管理規定》制定切合實際情況的施工方針。全面確定電纜安裝施工的內容，例如：檢查工程項目各參與方的從業資格及其過去的成果業績；掩蓋隱藏工程前，要求進行隱蔽工程驗收，提前通知建設單位、監工方（總包方）及工區質檢部門等；安裝過程中要有詳細的安裝方案說明，材料進場進行審核等；監理人員采用旁站、巡檢或是在施工過程中對工程實體進行隨機檢查；依據設計圖紙對關鍵工程的關鍵部分提出質檢，并根據建設步驟確定安排合理的檢查次序；竣工驗收前通知質檢部門，各項資料要齊全。

2.2 全面進行電纜運維管理工作

監理方、有關質檢單位和審查單位的主要職責是監督管理責任主體行為，監督檢查高壓電纜的質量，監督查看工程質量有關文件、資料，監督并參與竣工驗收。因此，首先在工作中要確認質量監控體系，明確各參與方的責任，并對監督管理者的職能進行確認；其次需要改變施工模式，隨時掌握施工過程中的質量；改變觀念，樹立服務意識。

2.3 以人為本，強化專業技能

我國城市電網高壓電纜安裝運維行業一直是以人為主體的，保持以人為本是加強運維管理的根本所在。通過教育、培訓等手段，不斷提高人的安全意識、操作水平和質量意識，同時加強員工操作技能的培訓工作，通過培訓和競賽的方式提高作業人員的操作水平，按時動員技術員工到管理水平先進的工程安裝項目上參觀學習，不斷拓展員工的操作思路，此外，還可以通過會議與網站等形式對優秀電纜安裝項目進行宣傳和推廣。

3 電纜線路的運行維護

3.1 實施標準規范的表單化管理

由于高壓電纜運行維護工作具有很強的技術性，這也給作業人員對專業定位帶來了一定的阻礙，為了加深作業人員對業務流程、規范標準的理解，保證每次電力項目都能保質保量地完成，企業應實施標準規范化管理，同時把老員工的實踐經驗與規范流程緊密地結合起來，確保每次作業順利進行，全方位、多角度、各階段編制相關作業表單，確保業務操作和企業管理的標準化和流程化。

3.2 實行電子化巡視技術

電纜線路施行電子化巡視及信息化管理。通過借助GPS技術，可以順利對配電地點進行導航定位，科學準確地確定10kV配電線路桿塔和配電的位置，這給我國電力領域帶來了極大的便利，同時也提高了10kV配電線路安裝的效率；采用網絡監測手段實時實地地對配電網進行監測，可以有效掌握電力網絡中每個部件的工作情況，方便電力線路的事前控制和事后故障排查；將新型故障指示器安裝在線路T接點支路上，可以有效地指示出電路故障發生的范圍性質；此外，通過在線路多處安裝小電流接地自動選線裝置，可以在第一時間內自動選擇出發生單相接地故障，其診斷結果十分精確。此外，在設備臺賬、前端數據采集、后臺系統處理三個環節無縫結合與運轉下，形成高壓電纜線路巡視PDCA閉環管理，確保巡視質量。

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關鍵詞：高壓電纜頭；半導體涂覆；制作流程；高壓電纜故障；電力系統；電力設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM247 文章編號：1009-2374（2016）19-0014-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.007

隨著電力系統建設規模的不斷擴大，高壓電纜的應用越來越廣泛，在其鋪設過程中為了進行電力電纜的連接，都需要制作電纜頭。與高壓電纜本體相比，在高壓電纜的整個運行壽命中，電纜接頭是薄弱的環節。由電纜接頭導致的電纜故障占到了電纜故障的主要部分，且電纜接頭所處位置較特殊，排查故障往往花費較長時間，造成過高的故障診斷與維修成本。因此要使中間頭和終端頭達到質量最優的控制效果，高壓電纜頭的制作方法受到越來越多人的重視。

1 高壓電纜結構

高壓電纜產品規格與型號眾多，按材料劃分主要有交聯乙烯絕緣電纜（XLPE）絕緣電纜、油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜、橡膠絕緣電纜等，但XLPE電纜使用最為廣泛。電力電纜結構通常情況下主要由芯線、絕緣屏蔽層以及保護層三部分構成，圖1是電纜結構圖。電纜線芯采用多股圓銅線或鋁線緊壓絞合而成，外形上可分為緊壓型與非緊壓型。由于緊壓型電纜表面較為光滑、有效地避免了引起電場集中，同時降低水分進入線芯造成電路短路的可能性，因而在制造過程中，一般都以緊壓型為主。絕緣屏蔽層包括主絕緣層、半導體屏蔽層及金屬屏蔽層（主要銅屏蔽層）。保護層包括內襯層、鋼鎧、外護套。從圖1可以看出，保護層處于整個電纜最，因而它是保護整個電纜正常工作的第一道屏障，其結構可以根據具體使用環境采取相應的設計。

2 高壓電纜中間頭和終端頭制作的質量要求

電纜終端頭是將電纜與其他電氣設備連接的部件，電纜中間頭是將兩根電纜連接，兩者統稱為電纜附件。電纜附件作為電纜電力系統供電的重要樞紐，它應該具備與電纜本體相同的使用壽命。下面給出了電纜附件性能參數：（1）電纜中間頭聯接處電阻要盡量小且聯接處要保證穩定，能耐受短暫大電流沖擊，聯接處電阻在長時間運行后不能超過電纜線芯本體等長度電阻的1.3倍；（2）抗振動、耐腐蝕，具有一定的機械強度，同時成本低、體積小，便于現場操作人員安裝；（3）電纜附件應該具備電纜本體相同的絕緣性能，介質損耗要低，具有應對電場突變的措施。

3 高壓電纜附件基本技術要求

電纜附件作用主要是機械保護、防水、防火、耐腐蝕等。針對具體要求設計相應的保護層結構，也可以根據需要進行各種組合，因此電纜附件基本技術（結構設計、材料研究）改進也越來越受到重視。

基于上述背景，國內外相關學者及企業不斷探索附件的材料優化和結構仿真優化，如參考文獻[7]研究出采用注壓硫化生產高壓電纜附件的件的三元乙丙橡膠（EPDM）絕緣材料的配合技術，從生膠的選擇，配合劑的選用、加工注意事項等方面進行了研討，總結出了一個優化配方，所研制的EPDM絕緣材料具有優良的物理性能和電絕緣性能，生產工藝性好。參考文獻[8]使用有限元算法實現了電纜附件軟件包的研制，該軟件包利用Visual Basic 6.0嵌套Fortran生成的動態鏈接“D11”程序開發而成，軟件使得電纜附件設計人員可直觀地看出場強集中的部分，若是希望知道某一點的確切場強和電位，只需用鼠標點擊該點，即可顯示該點準確坐標、徑向場強和確切電位，大大地提高了設計人員的效率。參考文獻[9]模擬電纜附件在安裝過程中由人為操作不當導致，諸如刀痕、毛刺尖端、金屬顆粒懸浮等缺陷對附件電場分布的影響；參考文獻[10]至參考文獻[13]分析了界面壓力、粗糙度對界面介電性能的影響及應對措施。為改善電纜電場分布，電纜附件在制造時，可以采用幾何結構法、電氣參數法以及二者相結合來解決附件上應力集中等問題；電纜附件制作時應該盡可能地做到雜質和空隙零出現、增加兩種絕緣材料界面的壓力，提高附件耐電強度。半導體屏蔽層使用是屏蔽氣息的有效措施，而且能夠改善電纜表面電場的分布。目前，交聯熱縮電纜附件在電力系統中使用最多，采用材料由聚乙烯-醋酸乙烯（EVA）及乙丙橡膠等混合物組成，該附件符合GB 11033標準，可以在55℃～140℃之間長期

使用。

4 半導體涂覆應用于電纜頭制作

通過對國內近十年電纜本體、附件故障的統計發現，電纜接頭處由質量引起的故障超過60%。高壓電纜接頭處的故障，其中有兩類誘發因素較為常見：一類是電纜屏蔽層端口處的擊穿，破壞了主絕緣的性能；另一類是接地連接及芯線連接時不可靠帶來接觸電阻大，出現電流沖擊后局部過熱，降低了絕緣性能甚至破壞主絕緣的絕緣性能。現有技術中采用的提高電纜頭性能的制作方法有：（1）采用幾何形狀法結合應力管應用減少接線端部解決電應力集中問題，其中對應力管包括熱縮式應力套管、預制附件套管、冷縮式應力套管；（2）采用專用設備提高壓件的壓接應力，如改善壓接孔結構、利用新型緊固件等；（3）采用新材料，利用材料配方高介電常數材料主動緩解電場應力集中。

然而由于現場操作時個人對內護絕緣層幾何尺寸處理的理解不一、接頭處允許的附件尺寸不同，上述采用（1）、（2）措施所能達到的效果不可控，也達不到統一的標準。本文針對以上問題，提出了一種操作簡便、性能可靠的應用半導體涂覆的高壓電纜頭制作方法。

4.1 半導體涂覆電纜頭制作流程

在對高壓電纜頭的結構與性能以及電纜頭制作時質量要求了解后，現給出應用半導體涂覆的高壓電纜頭制作流程如下：（1）制作環境：避開雨霧及大風天氣，確保工作環境在2℃及以上、相對濕度低于70%、粉塵質量濃度小于20CPM；（2）電纜附件的檢查：檢查出廠日期及包裝密閉性后，對所有電纜附件預先試裝，確認規格與待加工電纜一致，且部件齊全；（3）剝除外護層及鎧甲：按尺寸要求剝除外護層及鎧甲，其中剝除鎧甲需順鎧甲抱緊方向，并處理鋸斷處的鎧甲毛刺；（4）內護絕緣層處理：將電纜斷面的內護絕緣層端部削成錐形，此錐形為反應力錐，同時進行拋光處理和表面清潔，然后采用硅脂錐形界面，同時填充界面的氣隙；（5）芯線處理：將芯線斷面裁切整齊，側面用不掉毛的細布或紙清潔表面，然后涂抹導電膏，再預先套好一件冷縮式內絕緣護套管、兩件應力管后用銅接管壓接芯線、兩件熱縮式外絕緣護套管，同時用砂布對錐面進行拋光處理并清潔表面，最后對的芯線、銅接管和內護絕緣層錐形面涂覆半導體材料；（6）應力管安裝：在剝除半導體屏蔽層處清理加工面殘留物后涂抹硅脂，然后安裝應力管，其中安裝應力管與銅屏蔽層的接觸長度為20～25mm；（7）電纜接地處理：對銅屏蔽層和鎧甲層去除表面氧化物后，分別焊接接地線，焊接前后均需對電纜絕緣值進行測量，保證絕緣值高于或達到要求值，同時銅屏蔽層和鎧甲層之間保證良好絕緣；（8）縮緊護套管：對上述做好的接頭，表面涂抹硅脂，將兩件熱縮式外絕緣護套管中間交叉重疊放在接頭中間位置，然后從中間開始分別向兩側加熱收縮外絕緣護套管，擠出空氣并保證加熱均勻，最后對接頭制作區進一步做好防潮處理。

4.2 半導體涂覆電纜頭制作注意事項

在導體表面涂覆一層半導電材料，可以形成一道內屏蔽層，該屏蔽層與導體等電位并且與絕緣層良好接觸，避免在導體與絕緣層之間發生局部放電。以下為半導體涂覆的一些注意事項：（1）內護絕緣層處理時，用砂布對錐面進行拋光處理，用浸有清潔劑的不掉毛細布或紙清潔內護絕緣表面，從絕緣端部向半導體單方向進行清潔操作；（2）芯線處理時，涂覆的半導體材料為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA為聚合物基體、炭黑CB為主要導電填料、有機過氧化物為交聯劑組成的復合材料；（3）縮緊護套管時，兩件熱縮式外絕緣護套管中間交叉重疊位置不少于110mm；（4）縮緊護套管時，對接頭制作區的防潮處理，采用自黏密封帶螺旋形纏繞；（5）芯線處理時，涂覆半導體材料，整個涂覆外表面形成整齊圓柱形。

5 結語

本文綜述了高壓電纜的結構與性能、高壓電纜附件技術要求以及電纜終端頭和中間頭的質量要求，在此基礎上針對常見電纜頭故障提出了一種新的高壓電纜頭中間芯線的制作方法。該方法具有針對性強、操作簡便、性能可靠等特點，易于被現場操作技術人員掌握，從而可有效地提高電纜頭制作的質量和操作人員的制作效率。該方法選用新型半導體屏蔽材料乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA為聚合物基體等組成的復合材料，且對半導體涂覆范圍、結構尺寸和外徑面需要達到的技術指標進行了明確的設定，可有效緩解由于電纜本體屏蔽層剝離帶來的斷口處電場強集中的問題，提高了主絕緣層的絕緣性能和使用壽命。內護絕緣層處理、芯線處理時，增加了清潔方向的規定，可減小加工碎屑的殘余，有效降低后期由于同一導電介質層存在雜質而帶來的安全隱患。芯線處理時，增加了清潔要求和加涂導電膏的要求，可以增加芯線和銅接管的有效解除面積，降低接觸電阻，減少由此引起的局部發熱對主絕緣的破壞。

參考文獻

[1] 張全德.高壓電纜中間頭和終端頭的制作工藝淺析

[J].科技創新論壇，2015，（4）.

[2] 宋榮梅.高壓電纜接頭結構分析及應用探討[J].科技

與生活，2012，（6）.

[3] YING Q L，WEI D，GAO X Q，et a1.Development

of high voltage XLPE power cable system in China[A].

Proceedings of the 6th International Conference

onProperties and Applications of Dielectric Materials[C].

Piscataway，USA：IEEE，2000.

[4] LUO Junhua，QIU Yuchang，YANG Liming.

Operation fault analysis of CLPE power cable about

10kV[J].High Voltage Engineering，2003，29（6）.

[5] YAROSLAVSKIY V，WALKER M，KATZ C，et

parative laboratory evaluation of preloaded joints

for medium voltage cables[J].IEEE Transactions.

[6] VIV0 B D，SPAGNUOLO G，VITELLI M.Variability

analysis of composite materials for stress relief in cable

accessories[J].IEEE Transactions on Magnetics，2004，

40（2）.

[7] 冀建波，郭建，等.高壓電纜附件用EPDM絕緣材料

的開發[J].世界橡膠工業，2015，42（2）.

[8] 李矗賈賢，尹毅.10kV及以下電纜附件的數值計算

和應力錐優化輔助設計[J].高壓電器，2006，（42）.

[9] 王超，劉毅剛，劉剛，等.有限元法應用于電纜終端

應力錐缺陷分析[J].高電壓技術，2007，33（5）.

[10] DU B X，GU L.Effects of interfacial pressure on

tracking failure between XLPE and silicon rubber[J].

IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical

Insulation，2010，17（6）.

[11] DU B X，ZHU X H，GU L，et a1.Effect of

surface smoothness on tracking mechanism in LPE-Si-

rubber interfaces[J].IEEE Transactions on Dielectrics

and Electrical Insulation，2011，18（1）.

[12] DANG C.Effect of the interfacial pressure and electrode

gap on the breakdown strength of various dielectric

interfaces[A]. Conference Record of IEEE International

Symposium on Electrical Insulation[C].Piscataway，

[N]，USA：IEEE，1996.

[13] HASHEMINEZHAD S M，ILDSTAD E，NYSVEEN

A.Breakdown strength of solid interface[A].IEEE

International Conference on So1id Dielectrics[C].

篇8

[關鍵詞]電纜接頭；除潮方法；應用

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0177-01

1 引言

高壓電纜接頭連接著每一根電纜，這樣就形成了一條輸電線路，傳輸電能到千家萬戶，供人們使用。高壓電纜接頭受潮的問題一直是造成高壓電纜接頭故障的原因，所以為了保證電力電纜的安全穩定運行，必須對高壓電纜接頭受潮的原因、技術作出研究，提出解決的辦法，防止電纜接頭受潮。

2 高壓電纜接頭受潮的危害

高壓電纜接頭是高壓電力線路上的重要組成部件之一，它的作用主要是將兩段或者多段高壓電纜連接起來，同時也改善了相互連接的高壓電纜末端的電場。如果高壓電纜的接頭進水受潮之后，對高壓電纜是有直接影響的，在不嚴重的情況下，可能只是會影響高壓電纜的使用壽命，但如果潮濕程度大，水汽就會在電纜絕緣層內形成電化水樹枝，構成導電通道，打破電纜絕緣層內的熱平衡，導致投運電纜擊穿，從而影響電力線路的運行，影響電網的安全和穩定。

3 高壓電纜接頭受潮的原因

由于高壓電纜使用的特殊性，容易受外界環境條件的影響。如果是天氣潮濕或雨水充沛時，高壓電纜的接頭就很容易受潮，并且水因為具有滲透性和擴散性的特點，當有水浸入時，接頭附件內的水會擴散和滲透，從而導致接頭進水。據有關統計數據表明，電纜接頭損壞的因素中有很大一部分原因是由于電纜接頭進水受潮，受到腐蝕，尤其是在沿海城市，受地理條件的影響，降水量充沛，天氣濕潤度高，高壓電纜接頭腐蝕與進水的現象就更多。下面來分析可能引起高壓電纜的接頭受潮的原因有：（1）沒有注意施工天氣。在進行高壓電線連接的工作時，是在下雨天或者空氣濕度較大的環境下進行接頭連接的，即使是做了防雨措施，電纜接頭也不可避免會有很多潮氣和雨滴進入；（2）接地箱進水了。接地箱進水后產生的潮氣通過接地電纜線芯進入接頭內部，致使電纜接頭受潮；（3）防水盒損壞、有裂縫或者完全沒有封嚴。防水盒就是為了保護電纜和接頭免受雨水或潮氣的侵蝕，如果在防水盒內有裂封或未封死，就很容易使雨水或潮氣進入導致電纜接頭受潮；（4）密封膠沒有固化或者固化后開裂；（5）熱縮管老化，無法密封或者完全沒有密封嚴實。熱縮管也是具有保護電纜接頭，防止其被腐蝕的作用，所以當它無法發揮功效時自然會引起電纜接頭受潮；（6）工藝水平達不到要求。主要是封鉛的工藝，會有龜裂和松脫的現象發生。

4 高壓電纜的接頭除潮方法

針對高壓電纜的接頭受潮，可以采取檢查、更換、恢復三步驟來進行接頭除潮。但是需要注意的是高壓電纜接頭除潮時必須是在停電的情況下進行的。針對上述原因，可采取高壓電纜的接頭除潮方法有：（1）在雨水較多或者天氣潮濕的地區可以在電纜中間接頭涂抹防水涂料進行防水處理；（2）烘干接地箱；（3）更換密閉性更好的防水盒；（4）重注防水膠；（5）更換熱宿管；（6）提高鉛封的工藝水平；（7）將普通接頭更換為防水接頭。

下面介紹一下進行高壓電纜接頭除潮的施工步驟：

（1）接頭起吊。需要在每間隔1.5m的距離處，在接頭的兩端和其以外5m的纜體上掛起一條吊帶。然后吊帶掛在手拉葫蘆上，操作手拉葫蘆使其慢慢地升起，并同時將千斤頂放置在接頭的下方，利用千斤頂來頂起接頭。當接頭起吊的高度與地面間隔200mm時，可以插入枕木并將枕木臨時墊起。

（2）開斷同軸電纜。如果發現同軸電纜進水了就只能進行更換，以免對接地用電纜造成干擾。

（3）拆掉防水盒，固定住接頭，檢查防水膠是否有固化的現象。

（4）檢查防水膠是否有固化的現象。如果有，去除防水膠，防止損傷銅殼表面。

（5）去除銅殼外的絕緣帶及熱縮管等帶材。

（6）測量環氧絕緣法蘭絕緣電阻，檢查是否受潮。

（7）檢查封鉛情況，是否出現裂紋或松脫的情況。

（8）松脫尾管，檢查金屬護套內受潮情況和銅殼外絕緣層情況。如果受潮，用熱風槍烘干金屬護套管，用絕緣帶和防水帶對銅殼外絕緣進行包繞修復，并用熱縮拉鏈管密封。

（9）重新連接接地連線，在接線端子部位強化防水處理。

（10）安裝新防水盒，防水盒出線端口防水密封。

（11）填充防水膠。防水膠必須充分混合且保證混合時間，并填充飽滿。

（12）把好驗收修復檢查這一關。主要是固化后防水膠的檢查和防水盒蓋密封情況的檢查，必要時應加強試驗和驗收的標準。

（13）接頭落位固定。

5 高壓電纜接頭除潮方法的應用

（1） 對于處于電纜井積水較嚴重的電纜和接頭涂抹防護涂料后，發現電纜中間接頭沒有發生明顯變化，而使用的防水涂層也沒有變色或脫落，與聚氯乙烯外護層仍保持良好的附著力。

（2） 在雨水充沛或空氣濕度大的沿海城市，采用防水電纜接頭，就能有效阻止因電纜在運輸、存放或敷設過程中未遵守操作規程， 造成電纜外護套破損，使水分滲入對戶內終端造成威脅的情況發生，從而提高地下變電站交聯電纜的安全運行。

6 結束語

只有解決好高壓電纜接頭的防潮問題，才能保障高壓電力線路的安全，從而保障國家電力事業的順利發展。但在對高壓電纜接頭的防潮技術上我們還需要進行更多的研究，以期許將高壓電纜接頭的防潮技術更廣泛地應用到電力電纜線路的連接上。

參考文獻

[1]趙恒亮.防水涂料在電纜中間接頭防水處理中的應用[J].浙江電力.2013（12）：13-15.

篇9

[關鍵詞]高壓電纜護層絕緣監測系統

110kV及以上電纜主要是單芯電纜。因單芯電纜金屬護層與芯線中交流電流產生的磁力線相鉸鏈,使其兩端出現較高的感應電壓,故需采取合適的接地措施,使感應電壓處在安全電壓范圍內(通常不超過50V,有安全措施時不超過100V)。

通常短線路單芯電纜的金屬護層采用一端直接接地和另一端經間隙或保護電阻接地的方式;長線路單芯電纜金屬護層則采用三相分段交叉互聯兩端接地的方式。不論采用哪種接地方式,良好的護層絕緣都是必要的,護層絕緣的損傷將使金屬護套多點接地,從而產生護層循環電流,增加護套損耗,影響電纜載流能力,嚴重時甚至會使電纜嚴重發熱而燒毀。此外,保證高壓電纜線路每金屬護套至少有一處良好的接地點也十分重要。若直接接地點由于各種原因未能有效接地,那么電纜金屬護套的電位就會急劇升高到幾千伏甚至一萬伏,很容易把電纜外護套擊穿并在擊穿點持續放電,造成電纜外護套溫度升高甚至著火燃燒,國內外這樣的事故案例已有很多。

1現有護層絕緣檢測手段分析

傳統的監測手段主要是通過停電測量護層絕緣電阻或帶電用鉗型電流表測量護層循環電流。近年來,為了提高輸電線路的可靠性指標,高壓電纜停電檢修的機會越來越少。由于地下電纜所處的環境復雜,采用傳統的手工測量護層循環電流越來越困難。以廈門電業局為例,目前共有70回路電纜,其中直接接地箱120個,交叉互聯接地箱80個,這些箱子要么在桿塔上,要么在接頭工井內,要去測量他們的護層循環電流、測量電纜接頭及附屬設施的溫度需要花費大量的人力物力。所以,有必要研制出一套智能化的高壓電纜護層絕緣在線監測系統,以提高工作效率和防止電力事故發生。

2高壓電纜線路護層循環電流與護層絕緣之間的關系分析

2.1 護層循環電流與護層絕緣之間的關系

通常短線路單芯電纜的金屬護層采用一端直接接地和另一端經間隙或保護電阻接地的方式(如圖1示);長線路單芯電纜金屬護層則采用三相分段交叉互聯兩端接地的方式(如圖2示)。但當線路單芯電纜的金屬護層出現兩點或多點接地時就會在金屬護層中形成環流,環流的大小與電纜相應的長度,導體中電流大小有關。當金屬護層中環流較大時(嚴重時可能會達到主電流的50%以上),環流損耗會使金屬護層發熱,破壞電纜的主絕緣,威脅電纜運行安全。

所以,在高壓電纜的實際運行中,電纜芯線運行電流是否超負荷、主絕緣及護層絕緣是否存在缺陷,都可以從電纜金屬護層循環電流的變化反映出來。若能實時監測運行電纜金屬護層的循環電流指標,對于避免電纜長期過載運行,負荷調節,安全運行維護等方面都具有重要意義。

2.2 護層循環電流理論計算

如前所述高壓電纜金屬護層接地方式主要有單端接地和交叉互聯接地。對于長電纜線路,有時也采用這兩種接地方式的組合,如圖1及圖2所示,他們的等值電路如圖3所示。

圖1 金屬護層單端接地系統

圖2 金屬護層交叉互聯接地系統

圖3電纜護層環流等值電路

圖3中E1、E2、E3分別為三相電纜芯線電流在A、B、C三相金屬護套上產生的感應電勢,E1/、E2/、E3/分別為三相電纜護層上的環流Ⅰs1、Ⅰs2、ⅠS3在A、B、C三相金屬護層上產生的感應電勢,R1、R2為電纜護層兩端接地電阻,Re為大地的漏電阻,R為金屬護層的電阻,X為金屬護層的自感抗。

對于圖3,假設電纜線路長度為L,其電壓方程為:

其中R=Rsn,Rs為單位長度電纜金屬護層的電阻;Rc=Rgn,Rg為單位長度的大地的漏電阻;X=2ω(2Dc/Ds),Dc為金屬護層以大地為回路時回路等值深度;Ds為金屬護層的直徑;X1=2ωln(Dc/S)為單位長度中相和邊相金屬護層的互感抗;X2=2ωln(Dc/2S)為單位長度邊相與邊相金屬護層的互感抗;Es1、Es2、Es3分別為三相金屬護層上單位長度的感應電勢。因電纜是平行敷設且金屬護層是不交叉兩端接地,故有如下感應電勢計算公式:

2.2.1若電纜平行敷設,電纜單端接地,另一端經護層保護器接地,則相當于R1無窮大,另一端流入大地的只有電容電流,則經直接接地端流入大地的電容電流:

式中C是電纜線路對地電容,U是相電壓,對于400mm2,110kV交聯聚乙烯絕緣電纜,C≈0.17μF/km,如果電纜長度為1000m,則電容電流

Ⅰ=314×0.17×10-6×1.0×110×103=5.8(A)

此時,流經直接接地端的電流與線芯電流無關。

2.2.2若由于電纜護層絕緣被破壞,造成電纜的金屬護層發生多點接地(如圖4中的R1)。因R1為直接接地,阻值很小,故障將使金屬護層中形成很大的環流。其它兩相的金屬護套沒有形成多點接地,其環流可以不予考慮。這時不能按前述公式計算感應電勢,只需考慮三相纜芯電流對故障相金屬護套的感應電勢所引起的環流。

電纜的金屬護套可視為同心的套在纜芯周圍且其薄壁呈圓柱體,因其壁厚遠小于其直徑,故可將金屬護套的自感視為零,見圖4。

圖4電纜單回路磁場

此時,設三相纜芯電流分別為ia、ib、ic;介質磁導率為μ,則距離A電纜中心x處的磁感應強度Bx=μia/(2лx),故與護套相交鏈的磁通dψx=(μia/(2лx)dx,A電纜電流產生的磁通與A電纜自己護套交鏈ψAA在x∈[S,Db]范圍中表示為:

即有A電纜金屬護套的總磁通ψA=ψAA+ψBA。

將Ⅰs2=0,Ⅰs3=0和Us代入圖2回路電壓方程,則A相金屬護套環流。

其中, X=ψL; R為金屬護套直流電阻;Rc為大地的漏電阻與兩點接地電阻之和,Es為金屬護套的感應電勢。護層故障相護層循環電流:

從上述理論分析可以得到以下結論

2.2.3對于護層絕緣良好的單端接地電纜線路,流入直接接地端的僅有電容電流,數值很小,與電纜結構尺寸有關,與電纜線芯電流無關。

2.2.4對于有護層絕緣缺陷的電纜線路,由于護層循環電流的存在,流入直接接地端的電流將上升,具體電流值與護層的接地點和接地電阻有關。對于特定的電纜線路,在外部環境沒有發生變化的情況下,護層循環電流和線芯電流的比值應該是一個常數。

2.3 實測數據

為了驗證上述理論的分析結論,我們選取了110kV蘭江線、安枋Ⅰ、Ⅱ回、安縣Ⅰ、Ⅱ回、220kV禾半Ⅰ回等五回路電纜做實際測量,比較其在單端接地和兩端接地情況下,護層循環電流的理論值和實測值,結果如表1示。

表1單端接地系統護層循環電流值理論計算和實測比較

線路名稱 杏霞線 蘭江線 安枋Ⅰ回 安枋Ⅱ回 安縣Ⅰ回 安縣Ⅱ回

運行電壓(kV) 110 110 110 110 110 110

線路長度(m) 210 723 528 602 510 520

電纜截面(mm2) 400 500 400 400 500 500

線路運行電流(A) 70 48.6 100.8 40.8 51.2 70.7

直接接地端電流(A) 理論值 1.2 4.5 3.0 3.5 3.2 3.2

實測值 1.1 4.2 3.2 3.6 3.3 3.4

護層保護側電流(A) 理論值 0 0 0 0 0 0

實測值 A:0.3

B:0.3

C:0.3 A:0.1

B:0.1

C:0.1 A:0.3

B:0.2

C:0.3 A:0.3

B:0.2

C:0.1 A:0.2

B:0.2

C:0.3 A:0.3

B:0.3

C:0.3

兩端接地后護層循環電流(A) 實測值 A:16

B:12.5

C:9.8 A:24.9

B:15.5

C:8.8 A:19.9

B:27.5

C:23.8 A:5

B:14.6

C:17 A:33.6

B:27.2

C:24 A:39

B:29

C:23.3

最大相護層循環電流/線芯電流 17.8% 51% 27.3% 35.8% 65.6% 55%

測量日期 2007年11月30日

從上表可以看出,在通常情況下,對于單端接地系統,若電纜的護層絕緣良好,則其直接接地端對地電流很小,一般不超過線芯電流的10%。當電纜護層受到破壞時,護層循環電流會增大,其值與電纜護層接地點的位置和護層故障電阻以及接地點接地電阻有關。故障點離直接接地端越遠,則護層循環電流越大,在極端情況下,故障點在護層保護器側時,達到最大值。

在實際運用中,對于特定的電纜線路,護層循環電流/線芯電流基本上是個恒定值,其波動很小。

2.4 護層絕緣狀況判據

在大量實測和理論計算的基礎上,本監測系統提出了判斷高壓電纜護層絕緣異常狀況的判據:

(1)護層循環電流值/線芯電流值≥10%

(2)相同時段內護層循環電流變化率/線芯電流變化率≥1

3高壓電纜護層絕緣監測系統簡介

3.1系統的構成

利用計算機技術、現代電力電子技術和GPRS通訊技術研發的高壓電纜護層絕緣監測系統拓撲圖如圖5所示。

系統由監測終端和監測軟件組成。監測終端,包括:系統供電電源模塊,各類采樣傳感器,數據采集及處理設備,GPRS通訊模塊。

3.2 系統主要功能和特點

實時測量運行電纜的金屬護層電流、運行電流、電纜表面溫度、接地箱溫度。通過對電纜頭或電纜本身的連續測量,能夠預測電纜頭或電纜本身的故障趨勢,及時提供電纜故障部位和檢修指導,避免發生重大事故。實時顯示測量數據的曲線走勢圖、日最大和最小曲線圖,實時顯示測量數據變化速度的曲線圖,實時顯示測量數據之間的比值關系及其變化速度。

通過GPRS無線將測量數據傳輸給監控服務器。

數據實時采集,系統數據采樣頻率10秒至1分鐘可控。數據庫每間隔5至60分鐘保存實時數據,可控。

服務器監控軟件采用Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構,用戶可以使用WWW瀏覽器查看監控數據。

服務器監控軟件是多用戶軟件,所有變電站監控單元共享同一服務器,最大限度地減少硬件投入和運行維護成本。

服務器監控軟件采用同步技術,可以實現任意臺服務器同時運行,只要有一臺服務器能正常運行,就能保證后臺系統正常運行。遠程服務器的同步,采用加密UDP數據包實現。

被測設備發現異常時,服務器采用短信進行遠程報警。主要包括運行電流和護層循環電流變化速度超過設定值、護層循環電流/運行電流≥10%等。

服務器監控軟件是按照標準組態軟件設計而成,可以任意擴展功能模塊,具有強大的數據分析能力,能夠適應特定用戶的各種需求。監測終端數量擴展時不需要修改系統軟件。

WEB瀏覽程序,沒有采用任何組件和控件,用戶無需安裝軟件,就可使用WWW瀏覽器查看監控數據。數據庫采用ADO技術鏈接,不但數據查詢響應速度快,而且可以很容易移植到SQL Server 或者Oricle 數據庫。

監測終端不需要外部提供電源,通過電流互感器獲取電纜運行電流并作為整個終端的電源。運行電流在50～1000A的范圍內終端均可正常工作。

3.3 系統的運行和應用情況

高壓電纜護層絕緣監測系統于2007年6月20日安裝在廈門電業局220kV廈安Ⅰ回高壓電纜上,對A相、B相、C相三相電纜進行護層循環電流和運行電流的實時監測,同時監測電纜表面溫度、接地箱溫度等指標。

監測系統具體試驗記錄如下:

圖6 主界面顯示當前所有測試參數

圖7 護層循環電流曲線

圖8 護層循環電流與運行電流曲線

圖9 護層循環電流日最大值變化曲線

圖10三相電纜溫度變化曲線

與傳統方法測試得到的數據進行比對后,發現監測系統測試的數據是準確可靠的。通過監測電纜金屬護層循環電流,我們可以分析某日或一段時間內電纜運行負荷的變化情況,便于及時調整,實現電纜安全運行。綜上所述,該系統設計達到了系統設計目標的要求,可以滿足實際應用。

4結論

高壓電纜線路是電網重要組成部分,確保電纜線路安全運行是電網企業重要職責。電纜護層絕緣良好是電纜運行必不可少的電氣條件之一,隨時報告電纜外護套絕緣情況具有重要的意義,可以有效防止主絕緣損壞,如白蟻咬傷,外力損壞等,甚至能夠立即報告對接地線的偷盜。通過連續監測電纜金屬護層循環電流和電纜終端頭、接頭或本體表面溫度并分析比較來監測護層絕緣情況,是目前不改變線路連接,不影響電纜運行可行有效的辦法。

利用現代電力電子技術、計算機技術和GPRS通訊技術研發的高壓電纜護層絕緣在線監測系統,可實時監測電纜金屬護層循環電流、運行電流和電纜表面溫度,并以GPRS通訊方式將測量數據發送給監控服務器,監控軟件永久的保存數據,通過繪制各種參數的變化趨勢波形圖、記錄數據表等方法向用戶提供分析前提,并采用獨特的判據判斷電纜絕緣情況是否良好。若某個運行參數出現故障時可將故障信息以GSM短信方式發送給用戶,從根本上避免了電纜事故的發生,保證電纜安全、可靠的運行。

與傳統的停電測量護層絕緣電阻 和手工測量護層循環電流比,利用該系統能提高工作效率,提高對護層絕緣狀況診斷分析質量。

參考文獻:

[1] 鄭肇驥,王琨明. 高壓電纜線路[M]. 北京:水利電力出版社,1983

[2] 劉子玉,王惠明. 電力電纜結構設計原理[M]. 西安:西安交通大學出版社,1995

[3] 賈欣,曹曉瓏,喻明. 單芯電纜計及護套環流時的載流量[J]. 高電壓技術,2001,27(1):25-26

篇10

關鍵詞：電纜故障、低壓脈沖、沖閃、二次脈沖、測試

隨著城鄉一體化進程，城市改造的不斷深入，電力電纜日益增多，電纜故障對供電可靠性的影響越來越大，因而迅速準確地探測故障的位置對及時恢復供電有著重要的意義。在電力系統中，電力電纜有著舉足輕重的作用，如何準確、快速查找電纜故障，消除電纜故障，保證供電可靠性至今仍是一項重要課題。

一、電纜故障原因

1、生產質量問題：病態電纜投入電力系統。

2、電纜施工質量問題：電纜在安裝施工過程中，沒有按照有關電纜的安裝要求施工，如憑施工經驗對電纜的敷設工藝進行任意更改。

3、電纜接頭的制作問題：制作中儉省步驟，任意更改電纜接頭的工藝尺寸。

4、電纜的運行問題：如電纜運行環境惡劣、電纜長期過負荷運行等。

5、外力破壞：電纜敷設時造成的外力破壞或施工后的外力破壞。

二、判斷電力電纜故障性質

1、用搖表（兆歐表）進行電纜絕緣測試。但僅僅只進行電纜絕緣測試，就對電纜故障性質進行判定是不夠的，當發現電纜絕緣較低時，我們還應該對電纜進行直流耐壓。

2、用鉗型電流表測試電纜的導通性及絕緣電阻。當電纜故障時，當兆歐表顯示絕緣電阻為0兆歐時，此時由于兆歐表的分辨率較低（為兆歐級），僅用兆歐表不能測準絕緣電阻的真實值，要用鉗型電流表對電纜進行再次測試。

三、故障性質分類、測試、精確定點方法選擇

1、低阻故障——電纜有一芯或多芯對地絕緣電阻低于幾百歐姆的故障。這種故障通常用低壓脈沖法測距，對于低壓脈沖法而言，一般情況下能清楚識別出故障點的就是低阻故障。該類故障精確定點方面到目前為止沒有十分有效的定點方法。

2、開路故障——電纜有一芯或多芯斷開，該類故障多表現為電纜被盜或鋁芯電纜上。這種故障通常用低壓脈沖法直接測出故障點，也可以用沖閃法和二次脈沖法。精確定點用聲磁同步法。

3、高阻故障——電纜一芯或多芯對地絕緣電阻值低于正常值但高于幾百歐姆，該故障要與開路故障相區別，開路故障的絕緣電阻值有可能達到千歐甚至兆歐（兆歐表的輸出電壓的不同很容易對我們的故障性質造成誤判斷）。精確定點用聲磁同步法。

四、金屬性接地故障查找

線路名稱：10KV麻鴻路，電纜型號：YJV22--8.7/15--3*300，電纜檔案顯示電纜長度：1100米，電纜敷設主要是排管敷設，該電纜于2013年4月5日故障跳閘。

1、通過電纜檢測判斷電纜故障類型：

電纜絕緣檢測：A相：2100兆歐

B相：1980兆歐

C相：小于1歐

電纜直流耐壓試驗：A相35KV，耐壓時間5分鐘

B相35KV，耐壓時間5分鐘

C相當電壓升至455V時，泄露電流50毫安，過流保護動作，試驗不合格。

導體連續性試驗：A，B，C三相均良好

根據上述試驗判斷該電纜故障為低阻（金屬性接地）故障。

2、電纜故障測試方法選擇。

2.1、首先用低壓脈沖法測試核實電纜全長為1084米（該電纜為交聯聚乙烯電纜，電纜波速度選擇為170米/微秒），與電纜資料相近。

2.2、針對低阻故障，通常采用低壓脈沖法進行預定位。選用設備山東淄博電纜故障測距儀（T903），實際測得波形如圖1所示。

圖1

從圖1可以看出電纜故障點距離測試端（A端）621米，但由于金屬性接地故障，電纜的絕緣電阻值很低，我們不能通過沖閃法聽聲音或聲磁同步法來判斷故障點位置（金屬性接地故障，電纜絕緣電阻值很低，當使用沖閃法時，故障點，電纜芯線和電纜接地鋼帶或銅帶之間的電位差非常小近似為0，這種情況下故障點不會有明顯放電聲）。于是我們想到了用排除法——在故障點附近進行故障開斷隔離。

2.3、為了使測試更加準確，我們采取多次測試與兩端測試相結合減小誤差的方法，在B端測試結果如圖2所示：

圖2

圖1和圖2分別從電纜的兩端進行了多次測試，并且2個圖的故障距離之和等于電纜全長，說明測試結果非常準確。

3、精確定點

用皮尺分別從AB兩點沿通道測量621米、462米，發現該2點重合，在距離A端615米處、635米處為電纜排管檢查井，先在615米處對電纜進行開斷（開斷前須對電纜進行識別），開斷后對兩段電纜進行試驗，結果A端至615米處電纜試驗合格，615米處至B端試驗不合格，在635米處進行第2次開斷，結果試驗發現635米處至B端電纜試驗合格，615米處至635米處電纜試驗不合格，這樣我們便用排除法確定了故障點。

4、經驗總結：

4.1、金屬性接地故障對測試的精度要求比較高，最好采用多次測試及兩端測試對照的方法確定故障點距離。

4.2、金屬性接地故障，電纜絕緣電阻值很低，當使用沖閃法時，故障點電纜芯線和電纜接地鋼帶或銅帶之間的電位差非常小近似為0，這種情況下故障點不會有明顯放電聲。

五、泄漏性高阻故障查找實例

線路名稱：10KV蘇高路，電纜型號：YJV22--8.7/15--3*300，電纜檔案顯示電纜長度：1800米，電纜敷設路徑不詳，該電纜于2013年4月8日故障跳閘。

1、通過電纜檢測判斷電纜故障類型：

電纜絕緣檢測：A相：1000兆歐

B相：700兆歐

C相：250兆歐

電纜直流耐壓試驗：A相35KV，耐壓時間5分鐘

B相35KV，耐壓時間5分鐘

C相當電壓升至20KV時，泄漏電流50毫安，過流保護動作，試驗不合格。

導體連續性試驗：A，B，C三相均良好

根據上述試驗判斷該電纜故障為泄漏型高阻故障。（該故障多發生在電纜接頭處）

2、電纜故障測試方法選擇。

2.1、首先用低壓脈沖法測試核實電纜全長為1754米（該電纜為交聯聚乙烯電纜，電纜波速度選擇為170米/微秒），與電纜資料相近。

2.2、針對泄露型高阻故障，通常采用沖閃法和二次脈沖法進行預定位。但由于該電纜的殘壓值過高（20KV），用沖閃法和二次脈沖法根本無法直接定位，須用燒穿法將該故障電纜（C相）進行燒穿，把殘壓值降到可預定位的范圍內，才能進行預定位。

2.3、用燒穿法降低電纜故障點絕緣電阻、殘壓。設定燒穿電壓上線值為20KV，在燒穿過程中注意觀察電纜殘壓與泄漏電流值，當泄漏電流比較穩定，殘壓值降至10KV以下時，便可以停止燒穿。

2.4、再次對電纜故障相（C相）進行絕緣監測，測得C相：857千歐，直流耐壓殘壓值為6KV。

3、電纜預定位

用二次脈沖法對故障電纜進行預定位，設定范圍：2150米，波速度：170米/微秒，增益調節為1，沖擊電壓設定為16KV。在距測試端271米處，參考波形與故障波形有一明顯分岔點。在用三次脈沖法、沖閃法對該測試結果進行驗證，測得故障點分別在273米、275米處。用皮尺從測試端開始量距離，發現該電纜200米至1200米段為施工地段，現場車流量很大，路面已翻鋪多次，經現場查勘發現，該段電纜為排管敷設。并且因施工鋪瀝青路面，電纜檢查井已被封死，無法開啟。

4、經驗總結：

4.1、SABA賽巴設備，增益Y選擇-1、0、1的不同對電纜故障波形、參考波形的影響很大，這次電纜故障選擇增益為-1時，故障波形與參考波形的分岔點尤為明顯，對于剛開始使用賽巴設備的技術人員更好判斷故障點。

4.2、打破常規思維，電纜接頭不一定只在電纜檢查井內，電纜通道經過非專業人員改造后，很有可能將電纜接頭包在了排管內。