电缆接地故障保护动作分析

电缆接地故障保护动作分析

余俊明

浙江西子联合工程有限公司 浙江省 310021

摘要：随着电力系统的发展，电缆的使用量不断扩大，电缆敷设过程中的扭转、张力等因素会干扰电缆的稳定高效运行；电缆终端接头和中间接头的制造工艺不好；电缆在运行过程中受到人为因素和压力影响而损坏。各种接地故障会导致供电中断，进而影响人们的生产和生活。因此，应积极利用现有的仪器设备和科学手段，对电缆故障进行诊断、检测和排除，使电缆尽快恢复正常运行。

关键词：电缆；接地故障；保护措施

高压电缆位于城市地下，由于其敷设的特殊性，高压电力电缆的接地故障不易发现和修复。因此，相关电力工作者有必要了解高压电力电缆接地故障的原因，掌握相关的查找技术。当高压电力电缆发生接地故障时，很难准确找出相关故障点，提高高压电力电缆的实际运行效率。

1故障性质分类

通过对电缆设备的实际运行情况进行深入的分析可以发现，在高压电力电缆运行的过程中出现的故障问题主要包括三个部分，即高阻故障、低阻故障和开路故障灯。开路故障指的是高压电力电缆内部一芯或者多芯被断开导致电力运输的过程中出现故障，这种故障常见于电力电缆被不法分子盗取和铝芯电缆上，在进行故障检测的时候可以利用冲闪法进行。高阻故障指的是电力电缆一芯或者多芯对地绝缘电阻小于正常值，但是高于几百欧姆的故障问题。高阻故障和开路故障之间最明显的区别就是开路故障的绝缘对地电阻值可以高达千欧，甚至是兆欧。而低阻故障则是电力电缆一芯或者多芯对地绝缘电阻小于几百欧姆的故障。

2高压电缆接地故障的形成原因分析

2.1机械损伤

在高压电缆的常见故障中，机械损伤的概率很高，其原因占故障总数的50%以上。一般来说，机械损伤是指在铺设或作业过程中，由于外部因素造成的外力损伤、自然损伤和施工损伤。随着时间的发展，轻伤会变得越来越严重，最终会变成重伤。机械损伤的原因很多，很难同时发现。结合电力相关技术规定，加强电缆绝缘监督和定期巡检。

2.2防潮

高压电缆经常遇到的另一种接地故障是绝缘潮湿，这与电缆的极端条件密切相关。无论是在地下敷设电缆，还是在高空架设电缆，由于长期的雨水和地下水的侵蚀，以及电缆终端接头和中间接头的制造质量和工艺上的某些缺陷，以及密封性差，电缆都会受到湿气的侵蚀。多年来，电缆会受到湿气的影响，这主要体现在绝缘电阻的降低，泄漏电流的增加最终会增加电缆的热消耗，使问题变得越来越严重，从而为电缆故障奠定基础。电缆套管或接头表面潮湿肮脏，对电缆的绝缘性能有很大影响。为了防止电缆受潮，必须选择高质量的电缆接头绝缘保护，在制造过程中追求精度，最后加强对电缆的检查、维护和巡视。

2.3绝缘老化

当电缆在日常电、热双重运行，甚至过载运行时，尤其是在过电压的影响下，其介电损耗会增加，物理性能会缓慢变化，导致其绝缘性能逐渐下降。随着时间的推移，电缆芯附近的绝缘材料会逐渐老化，绝缘电阻也会降低，滚动水平会降低，电缆的使用寿命也会相应缩短。绝缘老化这类电力电缆接地故障非常常见，且大多出现在长期电缆中。

3电缆接地故障保护动作措施

3.1电缆检查

对机修二回电缆检查确认，电缆位于支架水平敷设，排除由于应力引起绝缘降低的因素，解剖该电缆发现主绝缘存在碳化通道，判断为绝缘老化劣化。对机修二回电缆生产厂家、规格、使用年限进行对接确认，同时排查在用该厂家电缆并进行建账，加大设备点检力度并优化点检方法，并对其开展试验做到提前预防。

3.2高压测试法

这种高压电力电缆接地故障查找技术也很常见。根据电缆故障的形式可分为两种类型：①直击雷法。这种方法是在电容器两端施加电压，以促进高压电力电缆故障点的击穿。此时，相关人员可以通过观察故障被点击时形成的脉冲电流波形，准确找到高压电力电缆接地故障的位置。②闪光法。该搜索方法主要适用于高阻接地故障和闪络接地故障。主要是增加电容器的电流和电压，促进电容器对高压电力电缆的持续放电，直到高压电力电缆通过间隙；此时，相关人员只需对返回的击穿脉冲信号进行分析，即可找到高压电源的故障点。该方法不仅操作简单，而且操作相对安全，便于相关人员观察。它是高压电力电缆接地故障搜索中常用的搜索技术。

3.3同步法

声磁同步法的重要应用范围是一些低电阻接地故障和高电阻接地故障。声磁同步主要采用高压脉冲发射机。这种设备可以发射高压脉冲波，然后将其传输到高压电缆。脉冲到达故障位置后，能有效地反馈故障电磁信号和接地击穿瞬间的声音。在实际应用过程中，声磁同步方法所不能缺少的是高频拾取和检测设备，这是反馈声音的核心措施。在使用这种方法进行诊断时，我们应该高度重视两种故障：①高阻接地故障；②低电阻接地故障。只有充分发挥声磁同步方法的优势，才能提高诊断的准确性。在使用电磁检测仪器和高频拾音器之前，还应进行相关检查和调试。

3.4 数智化管理

提高电缆系统智能化水平，通过设备在线化，减小电缆设备物联的颗粒度。做好电缆主设备的状态感知，重点是“全状态检修”和“预测性维护”，即从传统的计划检修，逐步过渡到根据实时的状态数据去制定检修计划，最终发展为根据历史的状态和其他数据，提出未来的检修计划。更进一步地，数字化连接整个电缆运行管理体系，打通台账数据、作业数据、实时控制数据、状态数据、故障数据和计划数据，构建相应的分析和计划决策模型。将简单的状态监测、参数或阈值告警系统升级为数智化系统。

3.5“三全”管控

“三全管控”即为全过程质量管控、全队伍技能提升、全周期状态巡检。

全过程质量管控即建立电缆全寿命周期质量追溯考核机制。采购到货时严格管控电缆及其附件源头，严格执行现场敷设前电缆、附件的质量检验；敷设过程中所有可能发生的问题做好预案；施工过程中加强工艺审核，采用线上线下相结合方式，组建专家队伍巡查，不定期检查施工质量。对于保质期内发生的质量问题，严格考核责任单位及个人。

全队伍技能提升即择优筛选专业骨干组建电缆专家队伍，从基础知识、故障分析等理论培训入手，结合质量检测、实际操作、仿真试验等技能训练，重点加强电缆知识、建设、运维、检修、实训等全过程管理能力，全面提升电缆人才队伍的技能水平。

全周期状态巡检即全面开展电缆带电、停电检测技术应用。新建电缆交接时，提高检测广度和深度；日常巡检时分级管理，跟踪重要电缆运行状态，实施差异化巡视策略；定期复检隐患电缆，及时消除运行缺陷。

结论

如何预防电缆接地故障是电力行业安全运行的一项难题，我们除了要做好日常的巡检维护工作，更应该加大电力安全设施的投入，并提前编制相应的应急处置方案，保证在发生故障后能准确、快速查找故障点并进行隔离，快速恢复送电，保证正常生产秩序。

参考文献：

[1]谢家镇.高压电力电缆接地故障查找技术分析[J].中国新技术新产品，2020（19）：82-83.

[2]翁振斌.高压电动机电缆故障分析及解决方案[J].网印工业，2020（09）：43-48.

[3]丘济平.一起高压电缆接地故障的排除[J].水泥工程，2020（03）：59.

[4]欧阳建军.高压电缆接地环流监测技术的应用[J].中国新技术新产品，2020（11）：60-61.

[5]袁刚.高压电力电缆接地故障查找技术[J].环球市场,2019(34):200.

[6]叶良灿.高压电力电缆接地故障查找技术[J].通讯世界,2019(16):116-117.