高压电力电缆试验方法与检测技术分析

高压电力电缆试验方法与检测技术分析

周彦君

国网黑龙江富裕县电业局有限公司 ， 黑龙江 齐齐哈尔 161200

摘要：我国电力系统的平稳运行离不开高压电力电缆的应用，不仅能够满足电力供应的相应需求，同时对工业发展以及人们的日常用电都有着重要作用，因此，对于高压电力电缆在运行中出现的故障问题，要结合实际情况采用较为合理的试验方法以及检测技术，以便能够有效排除电缆的故障，提升电力系统的使用效率。

  关键词：高压电缆；电力电缆；电缆试验；试验方法
       引言
       随着使用时间的增长，许多早期敷设的电缆已经进入了使用寿命的后期，一些老旧电缆逐步出现故障等现象。由于高压电力电缆所工作的环境一般较为恶劣，很容易产生受潮、渗水等情况，从而对电缆的性能和绝缘产生不利的影响。此外，电缆的接头和终端在长期受力的状态下，也很容易出现问题和故障。经过长时间的使用和检修可以发现，电缆的故障和问题绝大多数都发生在接头和终端等位置。
       1高压电缆故障原因
       1.1机械损伤
       电缆运行过程中,经常会有施工项目未与电力公司确认便开展开挖、打桩等工作,在这过程中没控制好施工深度的话就会对电缆的保护层造成损坏甚至挖断电缆,以及自然因素导致电缆受到拉力被拉扯变形,进而引发电缆故障。
       1.2长时间处于超负荷运行状态
       由于电力电缆长期暴露在自然环境下,尤其是高温天气下出现超负荷运行现象,就会增加电力电缆的热量,降低其使用年限。同时这种情况也会加速电力电缆的老化现象,外部绝缘性降低,大大弱化了自身应对雷电击事故的能力,降低电力电缆运行的安全性和稳定性。另外,环境的不断恶化为腐蚀性气体形成了极大的可乘之机,降低了电力电缆外部的保护能力,增加其发生故障的概率。
       1.3施工不规范
       首先，是忽视了对施工现场环境的考虑，未能够进行施工现场的勘察，无法对其安装的位置明确地选择，在现场施工的过程中，各项工作都处于混乱的状态下。尤其是对电缆、接头等部分的安装，是电力电缆施工的核心工作，现场工作人员忽视了对其的考虑，增加了电力电缆的施工难度。其次，是安装方法存在的问题。在整个施工的过程中，无论是对其的安装工序，还是多涉及到的单位、人员，都存在着复杂化，施工人员对施工现场环境不熟悉，为了能够在规定的时间内完成安装，就不可避免的会出现操作不当、人为因素的影响。例如：电缆表面受到破坏、连接操作不当引起的失常、接触不良等，都会对高压电力电缆的日常运行造成阻碍。
       1.4电缆本身缺陷
       电缆生产商在生产过程中有不合理的地方,例如电缆制作材料选择错误、制造工艺不严谨、产品设计上有缺陷等,导致电缆出厂时绝缘方面就存在缺陷,影响正常工作。
       2高压电力电缆试验方法
       第一，谐振电压试验。谐振电压试验，最适合针对高压电力电缆不达标、不满足电压要求的试验，针对所出现问题的高压电力电缆，分析出较大电流的容量，以其出现的问题为研发前提，具有针对性地试验与探究，充分地满足不同试验电力电缆对电压的需求测试。其主要的核心就是对高压电力电缆系统电感量、试验频率的改变，确保高压电力电缆能够处于谐振的状态下，通过具体的试验操作，能够得出合理的依据信息，以此分析，得出最终的试验结果。而对此方法的应用，需要使用的器材比较多，自身的优势是体积小、有扎实的理论支持。因此，针对高压电力电缆的试验，需根据其实际情况综合分析，合理地选择最适合的方法。第二，振荡电压试验。振荡电压试验应首先对需要试验的电力电缆进行充电，在充电达到试验电压的基本标准后，再利用放电间隙进行击穿操作，最后再通过电感线圈进行集中放电。实践中，该试验方法施加的电压可以达到千赫兹级别，因此受到多数电力检修部门的青睐。
       3高压电力电缆检测技术的应用
       3.1电桥法
       电桥检测法又被称为“经典电桥法”,是应用最为广泛以及应用历史最为悠久的电缆故障检测技术,但因为无法满足现在电力行业的需求,已经逐渐被淘汰。电桥检测法将被测电缆的故障相与非故障相连接构成小桥,通过调节桥臂上的可调电阻器使得电桥处于一个平衡状态,然后利用桥臂电阻比算出电阻值,而电缆的长度与电阻是成正比的,从而可以根据电阻值算出电缆故障距离。电桥法是比较传统经典的电路故障检测方法,它操作简单、方便而且精确度高,非常适合于电缆接地和短路故障的检测,缺点是不适用于检测高阻与闪络性故障,因为在故障电阻很高的情况下,电桥通过的电流很小,一般灵敏度的仪表很难探测到。电桥法检测时还需要知道电缆的材质、长度等原始资料,若是由不同截面的电缆组成时,还需对电阻等进行换算,此外,电桥法也不能测量三相短路或短路故障,也不适合用于高电阻设备。

      3.2电容法
       这种方法适用于电缆结构为屏蔽性的断线故障。电缆处于屏蔽结构时,电缆导体会在屏蔽层形成一定的电容,且随电缆长度的增长,电容逐渐增加。一旦电缆出现断线故障,就会把电缆导体分成两个部分,这两个部分的电容数值可以通过固定算式进行计算,即可得出故障发生的准确位置。
       3.3脉冲检测法
       低压脉冲检测法，主要应用于开路故障、低阻故障中。检修人员会在电力系统内增设一个低压脉冲信号，使其对高压电力电缆在运行的过程中，检测出故障点之间的相遇时间，根据电气参数变化情况的分析，检测出其信号反射、折射的形式，明确故障点的具体位置。二次脉冲检测法，主要应用开路、低阻故障的相比分析，尤其是对电力电缆的闪络性故障、高阻故障。高压发生器冲击闪络技术是其的核心技术。能够在故障点起弧、灭弧的瞬间，就会触发到低压脉冲。通过检测人员对每次波形的分析，可以准确地确定其故障的位置。
       3.4温度在线检测技术
       在相关维护人员进行电缆温度日常巡检过程中，想要更为实时的掌握导线幅值的变化状况，就必须要关注其温度，电缆温度的稳定，是把控电缆流量的关键。电缆温度在线检测技术的优势是非常明显的。例如，与传统的热电偶局部点温度测量方式相比，更为实时的分布式光纤测温技术可以更为精准实时的显示导线温度与绝缘构件的温度状况，极大地提升了相关系统的工作效率。光纤分布式测温技术不仅仅能够为导线载流量的调整提供了更好的依据，也可以实时找到那些过热部位，让日常的检修工作更具有时效性，有效排除了那些潜在的安全威胁，发挥线检测技术的优势。
       3.5冲击闪络法
       这种方法常用于电力电缆故障的测试中,可以对多种故障进行检测,如短路、断路、闪络、电阻接地等,实用性较高。其原理就是利用高压脉冲向故障点进行测试,强大的脉冲力量可以瞬间穿透故障位置,产生闪络,形成短路状态,再带入相关计算公式进行计算,确定故障的准确位置。
       3.6电缆埋设路径探测
       在对电缆故障位置精确定点时,必须要清楚电缆埋设路径,这是就要用到电缆路径探测仪。进行路径探测时,将一电磁波信号加到电缆上,通过定点仪磁信号接收机接收电磁波信号,并转换成音频信号送至耳机,根据耳机声音大小变化,利用谷值法原理,垂直于地面的磁性天线在电缆正上方接收到的电磁信号最弱的位置就是电缆埋设位置。谷值法原理是让探测棒与地面垂直,当探测棒在电缆正上方时,磁力线的垂直分量为零,此时听到的声音最小。峰值法则与之相反,与地面水平的磁性天线在电缆正上方接收到的电磁信号最强的位置就是电缆埋设位置。
       结语
       综上所述,在城市化建设不断推进的大环境下,电力电缆的数量不断增加,故障发生的概率也增加,在社会上造成了不良影响。因此,维修人员不仅要掌握熟练的故障排除技术,还要强化自身确定故障点的能力，保证电力电缆的稳定运行。
 参考文献：
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[2]黄兴溢，张军，江平开.热塑性电力电缆绝缘材料：历史与发展[J].高电压技术，2018，（5）：1377-1398.