110kV电力电缆故障查找方法及问题探讨
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【摘要】：随着电力电缆在电网输电系统的普遍应用，电缆的故障也随之增多。电力电缆故障如何探测，怎样能快速准确地查找到故障点的精确位置，缩短故障的修复时间，成为各供电企业越来越关心的问题。本文基于从事一线电缆故障检修工作的角度，分析110kv电力电缆故障的测试方法和对常见问题进行探讨。
【 pick to 】 : along with the power cable network transmission system in the general application, cable fault also increases. How power cable fault detection, how can rapidly and accurately to find the exact location of the fault point, shorten the time to repair fault, become the power supply enterprise more and more concern. This paper, based on the line in a cable faults of repair work, analyses 110 kV power cable fault testing method and the common problems are discussed.
【 key words 】 : power cable failure search method is discussed
中图分类号：F407.61文献标识码：A 文章编号：
一、110kV电缆故障机理与常见原因
1、110kV电缆故障机理
随着电力系统的进一步发展和城建规划的要求，输电架空线路在城网建设中已逐渐被电力电缆所取代，但随之而来的是日益增多的电缆事故。笔者对广西南宁市区110kV电缆，在2007至2012年期间运行状态，进行调查统计和故障原因分析发现，电缆头（含中间头和终端头，下同）是发生电缆事故的首位因素，其次是电缆本体或接地线受外力破坏。而电缆接头故障一般都出现在电缆绝缘屏蔽断口处，因为该处是电应力集中的部位，当电缆头制作安装工艺、质量达不到标准，应力锥本处理不合格、绝缘填充剂处理不到位时，使其结构内部存在有气隙、气泡、杂质等缺陷，从而导致电场分布不均匀，存在较大的潜伏隐患。当这些隐患和缺陷反复受到电压的冲击，并且达到一定值以后，就会使绝缘体形成“树枝化放电”而导致绝缘破坏，发生局部的放电并逐渐扩大，从而导致事故发生。
2、110kV电缆故障常见原因
高压电缆系统故障分类的方法很多，按照故障产生的原因可分为制造原因、施工质量原因、设计原因、外力破坏四大类，在本文侧重探讨施工质量和外力破坏两种：
第一，施工质量原因
1）、电缆头安装质量差，目前，在南宁网区所用的110kV电缆头全是预制型头，该型头由富有弹性的硅橡胶或三元乙丙橡胶制成。接头集改善电场分布的应力锥、导体屏蔽、绝缘屏蔽和接头的主绝缘于一体，全部在工厂预制成型，由过盈配合来保证结合面的压力；且由于硅橡胶和三元乙丙橡胶的膨胀系数接近并具有弹性，在运行中当用电负荷变化、环境温度变化引起热胀冷缩时，都能自动平衡，不会产生相对位移。但由于安装技术差，工艺不精或没有严格按照工艺规定施工，没有考虑到可能出现的问题，带来事故隐患。如2011年7月的110kV琅东凌电缆线路A相2号中间头爆炸案例，经解剖，发现热缩套管内部有水份进入，铝护套搪铅部位有严重的电腐蚀现象，出现大量白色腐蚀粉末，两侧铜编织带缠绕位置与施工安装图不符，铝屏蔽罩表面有电腐蚀和打磨痕迹，故障原因就是铝护套搪铅部位铜编织带和搪铅工艺处理不当，造成密封不良，在水份和电位差的共同作用下，使铝护套受到严重的电腐蚀，经长期运行，导致铝护套、铜编织带和预制体间电气连接不良的情况日益加重，引起预制体尾部电场畸变越发严重，最终导致电缆接头内部主绝缘击穿。
2）、电缆敷设方法不正确，破坏电缆外护套绝缘层。有些施工公司没有高等级电缆敷设技术和经验，用10kV电缆的敷设技术与经验，盲目施工，使电缆本体在施工过程中划伤绝缘表面，留下细小的滑痕，半导电颗粒或砂布上的沙粒也有可能嵌入绝缘中，只是划伤的深度还没有见到铝护套，在那样的情况下实验是没有问题的（电缆外护层厚度约3~5毫米，划伤程度保留2毫米就能通过交接性试验），有些在电缆敷设过程，没考虑测压力过大或弯曲半径不足，导致绝缘内部产生气隙，更甚者有些施工用猛力牵引，导致电缆变形，从而形成不均匀电场，这些都给长期安全运行留下隐患。
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是减少电缆事故的重要手段。
第二，外力破坏原因
本文侧重探讨的外力破坏，是指电缆回流线或中间接头的接地线被盗问题，由于运行部门的巡视维护人员不足，偷盗的作案手段高明，巡视人员没有及时发现电缆回流线或电缆中间接头地线被盗，致使接地方式的改变，使其110kV电缆外护层的感应电压无法释放于大地，在运行期间电缆感应电压找到敷设时外护层划伤的绝缘弱点，使电缆铝护套发热，慢慢燃烧使铝护套对外燃烧外护套绝缘层（PVC层），对内燃烧半导电层，使铝护套外对地对内半导电层放电，如此长时间燃烧导致电缆本体击穿从而导致电力故障发生；
二、110kV电力电缆故障的测距方法
1、电力电缆故障测试的准备工作
器材准备：5000V兆欧表、500V兆欧表、396直流电阻测试仪、VF3型变频谐振试验系统、万用表、直流高压设备电容器、闪测仪、球间隙、声磁同步定点仪，器材准备充足得当。
技术准备：收集110kV电缆试验及历次预防性试验的绝缘电阻记录，要确保资料的准确性高。
指定工作负责人办理待测电缆线路停电工作票，将待测110kV电缆的电源断开，按工作票要求做好安全措施，并用放电棒充分放电后，解开电缆两端引线;测量前要尽量将故障线路两端的电气设备同电缆隔离，以保安全。在测电缆的电源断开、放电棒充分放电，解开电缆两端引线时应穿绝缘靴带绝缘手套。
2、故障性质诊断与测试方法选择
故障绝缘情况测试：第一、对有交叉互联箱、接地箱的接地线进行拆除，用500V兆欧表对电缆外护套绝缘电阻进行测试，每千米绝缘电阻不低于0.5 MΩ,。第二、将有故障的一相电缆终端头的套管擦拭干净（对变电站GIS内没有接地开关的，要拆开GIS连杆，保证110kV电缆头没有与其他设备连接），然后用5000V兆欧表测量故障电缆主绝缘的绝缘电阻，一般有故障电缆绝缘的电阻不会大于100 MΩ。
从110kV电缆故障常见原因分析可知，110kV电缆故障部位主要是集中在导体与绝缘间，在故障查找时，可选用下列方法进行检测：
（1）低压脉冲反射法，又称雷达法，主要是利用对故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差测算原理，可用于电缆的开路、短路和低阻故障的距离测量，但无法检测闪络性故障和高阻故障。
（2）冲击高压闪络法，简称冲闪法，主要用于测量高阻故障和闪络性故障。冲闪法的一个关键是判断故障点是否击穿放电，通过调节调压升压器对电容充电，当电容上电压足够高时，球形间隙击穿，电容对电缆放电，这一过程相当于把直流电源电压突然加到电缆上去，使加到电缆上的高压信号幅值大于故障点临界击穿电压时，电压波穿过故障点一定时间后，故障点电离击穿放电。