论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国社会经济的快速发展，高压单芯电缆的应用也越来越广泛，而高压单芯电缆在敷设施工后经常会出现外护层耐压试验不通过的情况。本人主要对外护套故障产生的原因和危害进行了简要的分析和讨论，介绍了一些故障定位方法，并提出了故障检测的经验和技巧，以及对高压电缆外护套故障的修复方法，希望能为今后电缆的修检提供一些参考。
【关键词】高压单芯电缆；外护套故障；电桥法
0.引言
由于社会发展对电力的需求越来越多，促使供电部门及许多企业新建了很多110KV和220KV的变电站，比如：深圳机场变电站、地铁自用变电站、长安汽车自用变电站。但是由于建设时间短以及施工人员的专业素质无法达到统一标准，工装用具达不到敷设的基本要求等等。这些缺陷都使得许多高压单芯电缆在敷设后，其外护层都通不过耐压试验。因此，要做好高压单芯电缆的检测及防护措施，进而保证高压单芯电缆的使用寿命。
1.单芯电缆外护套发生故障的主要原因
（1）在进行电缆敷设时很容易造成电缆外护套损伤。
（2）完成电缆的敷设后，在土建施工时期可能造成电缆外护套损伤。
（3）电缆附件制作过程中由于对电缆外层的半导电层及接地线处理的不合理，而形成导电途径，使外护套无法通过耐压试验。
（4）电缆敷设后，由于被偷盗或外力破坏造成损伤。
2.高压电缆外护套因故障带来的危害
高压单芯电缆外护套破损会造成不同程度的危害，主要表现在两方面：一方面，很容易使电缆外护套形成接地回路，产生环流，进而使电缆外护套发热，造成电缆输送容量大幅度降低；另一方面，由于受到持续放电的影响，铝套很容易被电化腐蚀，空气及水分会顺着破损处进入绝缘，加快主绝缘老化的速率，很容易造成局部放电和引发电树枝，进而无法保证电缆长期运行的安全系数，严重影响电缆的使用寿命。
3.高压电缆外护套故障的一般定位方法
高压电缆本身的结构特点的特殊要求，使其外护套故障不能采用回波反射法原理进行预定位，一旦高压电缆外护套绝缘发生破损，一般采用是高压电桥法（下称电桥法）来进行预定位。如果电气试验中发生电缆外护套耐压通不过的情况，第一步要先确定发生故障的原因是低电阻还是高电阻接地产生的，一般情况下，接地电阻小于100KΩ为低电阻接地故障，而大于100KΩ则为高电阻接地故障。如果是高电阻接地故障，一般的解决办法是通过烧穿使其呈低电阻状态，采用的设备通常是由上海慧东公司生产的GZD型高压电桥及HDM耐压、脉冲及恒流烧穿源一体机进行检测。
电桥法的测定方法依据的是线芯电阻均匀，与长度成比例。首先将被测电缆出现故障的铝套与完好的铝套短接，然后电桥两臂再分别与故障的鋁套和非故障的铝套相接，之后再调节电桥上的可调电阻器，使电桥平衡，最后利用电桥的电阻及长度的比例关系和已知的电缆长度就能计算出发生故障的距离。
一般情况下，故障点的绝缘电阻的大小是由多种因素共同决定的，如外护套的损伤程度、故障点与湿土壤或水的接触程度等。电缆出现故障后可以在故障电缆的两端采用上述的电桥定位法，电桥定位法可以准确定位出故障点的位置。在进行故障点定时，要根据施工现场的具体敷设情况而定，如果电缆无法直接看到，则应该采取一些措施使故障点暴露出来；如果电缆能直接看到，就可以使用恒流源加直流20～30MA电流，在预定故障区域进行仔细的检查，观察预定区域内是否有焦臭味或发光、冒烟等现象，之后再根据现象查找故障点的具体位置。在对管道内的电缆外护套故障点进行定位时，如果上述检测方法没有效果，则可以采用脉冲法加脉冲的方式，检查预定故障区域内是否发出响声，根据响声也可以在较短的时间内查找到故障点。
4.高压电缆外护套的故障检测的技巧方法
4.1稳定定位电流和排除干扰的方法
通常情况下，高压电缆都是大截面的电缆，要想对某外护套的故障进行精确定位，就需要较大并且稳定的电流，这样检流计才能显示平衡。由于故障电缆铝套与辅助电缆铝套的面积较大，受到的磁场感应干扰也相应的会比较大，因此，如果在故障电缆的附近有其他线路运行，就会产生工频很大的电流，这就很有可能造成较大干扰，使其无法平衡。通常解决此类问题的方法就是，将故障相电缆和辅助相电缆的线芯的两端接地，或者在两端将线芯彼此短接，这样就可以形成一个反向磁场，这种方法可以有效解决磁场干扰的问题。
4.2电桥灵敏度的调节
由于高压电缆外护套的故障电阻通常情况下都比较大，因而发生永久接地故障的情况很少发生。因此，在调节电桥检流计灵敏度或者选用灵敏度挡位时都应注意要逐步提高，如果灵敏度调节过高就很容易造成检流计不平稳，给定位带来难度。电桥检流计一般选用灵敏度为二、三挡即可，在调节比例时，一般只要使用5‰旋钮进行指针的微小调节就可以实现。
5.高压电缆外护套故障的处理措施
首先应该找出高压电缆外护套故障处并进行定位，确保其已经充分放电并可靠接地，其次再进行故障处的修复工作。
（1）先将故障处的电缆挖掘出来，将其表面的杂物清除掉后将故障的部分架高。
（2）第一步要检查故障处的电缆金属护套是否被损伤，如果出现损伤，则需要进行解剖工作评估受损程度，通常情况下需要做中间接头。如果检查无损伤则可以直接进行下一步修复。
（3）根据受损的严重程度，可以用丙酮或酒精将故障处周围的石墨导电涂层或半导电层擦洗干净，也可以用薄的玻璃条将半导电层剔除，保证修补处周围没有残留的半导电层。
（4）截取一块已去除外部半导电层和内层沥青的外护套材料，将其填补在破损处后，再用热风枪加热使其完全熔化在外护套上，这样就可以实现恢复电缆外护层的绝缘性能的目的。操作时需要注意以下几点：截取的外护套材料要与原材料一样，且保持材料清洁，材料大小则要根据具体的破损情况而定。
（5）用绝缘自粘带缠绕3层，然后再搭接在外护套10cm以上的部位，这样可以进一步增强绝缘性能。
（6）用防水带缠绕3层搭接在绝缘自粘带层上，将其搭接在电缆外护套20cm以上的部位，以满足外护套对防水绝缘的要求。
（7）用PVC胶带半搭接缠绕3层在防水带层上，这样可以确保防水带不受到外界环境而被腐蚀。
所有的修复处理工序完成之后，要对电缆外护层进行直流10kV/1min的耐压试验，如果试验通过则说明外护套修补点已经修补成功。
6.结束语
随着我国经济的快速发展，高压单芯电缆的应用也越来越多，由于高压单芯电缆的外护层发生绝缘破坏故障是经常发生的故障现象，因此，在进行电缆的前期敷设以及后期施工过程中需要特别注意施工质量，并做好相应的预防措施。电缆外护套的故障检测方法最便捷有效的就是采用高压电桥法结合恒流源烧穿法及脉冲定位法，这种方法可以为以后的工程施工提供一个良好的参考和借鉴，具有十分广泛的推广价值。 [科]
【参考文献】
[1]尚志杰.高压电力电缆在施工中应注意的问题[J].中小企业管理与科技，2013（03）.
[2]钱洁森，何海成.浅谈高压电缆外护套故障的检测方法及防止对策[J].科技资讯，2013（14）.
[3]吴敏旻，万志河.浅谈高压电缆探伤的方法[J].中国科技信息，2014（02）.
[4]王天娇.利用高压电桥法探测电力电缆故障方法[J].西安科技学院学报，2013（08）.
【关键词】高压单芯电缆；外护套故障；电桥法
0.引言
由于社会发展对电力的需求越来越多，促使供电部门及许多企业新建了很多110KV和220KV的变电站，比如：深圳机场变电站、地铁自用变电站、长安汽车自用变电站。但是由于建设时间短以及施工人员的专业素质无法达到统一标准，工装用具达不到敷设的基本要求等等。这些缺陷都使得许多高压单芯电缆在敷设后，其外护层都通不过耐压试验。因此，要做好高压单芯电缆的检测及防护措施，进而保证高压单芯电缆的使用寿命。
1.单芯电缆外护套发生故障的主要原因
（1）在进行电缆敷设时很容易造成电缆外护套损伤。
（2）完成电缆的敷设后，在土建施工时期可能造成电缆外护套损伤。
（3）电缆附件制作过程中由于对电缆外层的半导电层及接地线处理的不合理，而形成导电途径，使外护套无法通过耐压试验。
（4）电缆敷设后，由于被偷盗或外力破坏造成损伤。
2.高压电缆外护套因故障带来的危害
高压单芯电缆外护套破损会造成不同程度的危害，主要表现在两方面：一方面，很容易使电缆外护套形成接地回路，产生环流，进而使电缆外护套发热，造成电缆输送容量大幅度降低；另一方面，由于受到持续放电的影响，铝套很容易被电化腐蚀，空气及水分会顺着破损处进入绝缘，加快主绝缘老化的速率，很容易造成局部放电和引发电树枝，进而无法保证电缆长期运行的安全系数，严重影响电缆的使用寿命。
3.高压电缆外护套故障的一般定位方法
高压电缆本身的结构特点的特殊要求，使其外护套故障不能采用回波反射法原理进行预定位，一旦高压电缆外护套绝缘发生破损，一般采用是高压电桥法（下称电桥法）来进行预定位。如果电气试验中发生电缆外护套耐压通不过的情况，第一步要先确定发生故障的原因是低电阻还是高电阻接地产生的，一般情况下，接地电阻小于100KΩ为低电阻接地故障，而大于100KΩ则为高电阻接地故障。如果是高电阻接地故障，一般的解决办法是通过烧穿使其呈低电阻状态，采用的设备通常是由上海慧东公司生产的GZD型高压电桥及HDM耐压、脉冲及恒流烧穿源一体机进行检测。
电桥法的测定方法依据的是线芯电阻均匀，与长度成比例。首先将被测电缆出现故障的铝套与完好的铝套短接，然后电桥两臂再分别与故障的鋁套和非故障的铝套相接，之后再调节电桥上的可调电阻器，使电桥平衡，最后利用电桥的电阻及长度的比例关系和已知的电缆长度就能计算出发生故障的距离。
一般情况下，故障点的绝缘电阻的大小是由多种因素共同决定的，如外护套的损伤程度、故障点与湿土壤或水的接触程度等。电缆出现故障后可以在故障电缆的两端采用上述的电桥定位法，电桥定位法可以准确定位出故障点的位置。在进行故障点定时，要根据施工现场的具体敷设情况而定，如果电缆无法直接看到，则应该采取一些措施使故障点暴露出来；如果电缆能直接看到，就可以使用恒流源加直流20～30MA电流，在预定故障区域进行仔细的检查，观察预定区域内是否有焦臭味或发光、冒烟等现象，之后再根据现象查找故障点的具体位置。在对管道内的电缆外护套故障点进行定位时，如果上述检测方法没有效果，则可以采用脉冲法加脉冲的方式，检查预定故障区域内是否发出响声，根据响声也可以在较短的时间内查找到故障点。
4.高压电缆外护套的故障检测的技巧方法
4.1稳定定位电流和排除干扰的方法
通常情况下，高压电缆都是大截面的电缆，要想对某外护套的故障进行精确定位，就需要较大并且稳定的电流，这样检流计才能显示平衡。由于故障电缆铝套与辅助电缆铝套的面积较大，受到的磁场感应干扰也相应的会比较大，因此，如果在故障电缆的附近有其他线路运行，就会产生工频很大的电流，这就很有可能造成较大干扰，使其无法平衡。通常解决此类问题的方法就是，将故障相电缆和辅助相电缆的线芯的两端接地，或者在两端将线芯彼此短接，这样就可以形成一个反向磁场，这种方法可以有效解决磁场干扰的问题。
4.2电桥灵敏度的调节
由于高压电缆外护套的故障电阻通常情况下都比较大，因而发生永久接地故障的情况很少发生。因此，在调节电桥检流计灵敏度或者选用灵敏度挡位时都应注意要逐步提高，如果灵敏度调节过高就很容易造成检流计不平稳，给定位带来难度。电桥检流计一般选用灵敏度为二、三挡即可，在调节比例时，一般只要使用5‰旋钮进行指针的微小调节就可以实现。
5.高压电缆外护套故障的处理措施
首先应该找出高压电缆外护套故障处并进行定位，确保其已经充分放电并可靠接地，其次再进行故障处的修复工作。
（1）先将故障处的电缆挖掘出来，将其表面的杂物清除掉后将故障的部分架高。
（2）第一步要检查故障处的电缆金属护套是否被损伤，如果出现损伤，则需要进行解剖工作评估受损程度，通常情况下需要做中间接头。如果检查无损伤则可以直接进行下一步修复。
（3）根据受损的严重程度，可以用丙酮或酒精将故障处周围的石墨导电涂层或半导电层擦洗干净，也可以用薄的玻璃条将半导电层剔除，保证修补处周围没有残留的半导电层。
（4）截取一块已去除外部半导电层和内层沥青的外护套材料，将其填补在破损处后，再用热风枪加热使其完全熔化在外护套上，这样就可以实现恢复电缆外护层的绝缘性能的目的。操作时需要注意以下几点：截取的外护套材料要与原材料一样，且保持材料清洁，材料大小则要根据具体的破损情况而定。
（5）用绝缘自粘带缠绕3层，然后再搭接在外护套10cm以上的部位，这样可以进一步增强绝缘性能。
（6）用防水带缠绕3层搭接在绝缘自粘带层上，将其搭接在电缆外护套20cm以上的部位，以满足外护套对防水绝缘的要求。
（7）用PVC胶带半搭接缠绕3层在防水带层上，这样可以确保防水带不受到外界环境而被腐蚀。
所有的修复处理工序完成之后，要对电缆外护层进行直流10kV/1min的耐压试验，如果试验通过则说明外护套修补点已经修补成功。
6.结束语
随着我国经济的快速发展，高压单芯电缆的应用也越来越多，由于高压单芯电缆的外护层发生绝缘破坏故障是经常发生的故障现象，因此，在进行电缆的前期敷设以及后期施工过程中需要特别注意施工质量，并做好相应的预防措施。电缆外护套的故障检测方法最便捷有效的就是采用高压电桥法结合恒流源烧穿法及脉冲定位法，这种方法可以为以后的工程施工提供一个良好的参考和借鉴，具有十分广泛的推广价值。 [科]
【参考文献】
[1]尚志杰.高压电力电缆在施工中应注意的问题[J].中小企业管理与科技，2013（03）.
[2]钱洁森，何海成.浅谈高压电缆外护套故障的检测方法及防止对策[J].科技资讯，2013（14）.
[3]吴敏旻，万志河.浅谈高压电缆探伤的方法[J].中国科技信息，2014（02）.
[4]王天娇.利用高压电桥法探测电力电缆故障方法[J].西安科技学院学报，2013（08）.