高压电力电缆接地故障诊断分析

高压单芯电力电缆金属屏蔽层交叉互联接地错误案例分析

摘要：按照现有国家有关标准规定，电力电缆屏蔽短路试验由制造厂与用户考虑电网实际短路条件确定；中压电力电缆标准缺少关于金属屏蔽截面积的规定，制造厂一般都没有对电缆的金属屏蔽层进行短路热稳定试验；在实际招投标过程中，往往缺少对电力电缆金属屏蔽的截面积的明确规定，虽然单芯电缆的使用提高了单回电缆的输送能力，减少了接头，方便了电缆敷设和附件安装，但高压单芯电力电缆在敷设安装中还存在一些问题。

关键词：高压电力；单芯电缆；金属屏蔽层；接地问题

高压单芯电力电缆线路金属屏蔽层或金属护套上感应电势的幅值，与线路的长度和电流大小成正比关系。当电缆越长或电流越大时，感应电势叠加起来就越大，会危及人身安全和电缆绝缘安全；当高压单芯电力电缆线路发生短路故障、遭受雷电冲击或操作过电压时，该感应电势很高，有可能击穿金属屏蔽层绝缘。

1、高压单芯电力电缆与统包电力电缆接地方式的不同

三芯或四芯电缆都属于统包电力电缆，其芯线在电力电缆中呈品字形对称分布，若三相负荷平衡，则流过每条线芯的电流大小相等、三相电流矢量和为零，所以金属护套或金属屏蔽层上不会产生感应电压。然而对于单芯电力电缆，当线芯中有交流电流流过时，高压单芯电力电缆在金属屏蔽层或金属护套上就会存有磁链，金属护套或金属屏蔽层两端就会出现感应电势。如果把单芯电力电缆金属屏蔽层一端接地，另一端不接地，当单芯电力电缆线芯有过电压或雷电流波流过时，很高的冲击电压会出现在单芯电力电缆金属屏蔽层不接地端；当电力系统发生短路故障时，高压单芯电力电缆的金属屏蔽层不接地端因电力电缆线芯流过较大的短路电流，从而在金属屏蔽层不接地端出现很高的工频感应电势，如果电缆金属屏蔽层的绝缘强度承受不了这种感应过电压的冲击，那么电缆金属屏蔽层的绝缘将被损坏，高压单芯电力电缆上将会出现多点接地现象，形成环流，这就是统包电力电缆和高压单芯电力电缆接地方式的不同之处。

１０ｋＶ电力电缆故障的起因诊断及处理分析　

杨忠华　国网山东宁津县供电公司　【摘要】随着城网一体化建设工程的实施，１　０ｋＶ电力电缆运行故障　率、维护率低，供电可靠行高等优点越来越多的在公司输配电线路广泛应　用，１　０ｋＶ电力电缆常见的故障大致可分为短路、断路以及接地三种类型，造　成电缆故障的原因是多方面的，本文对此进行了详细的分析。一般来说，电　缆故障中比较关键的环节是对故障点的判别和寻找，本文着重对故障点查　找方式进行了叙述，并对处理故障的步骤进行了相应说明。　【关键词】１　０ｋＶ电力电缆；故障类型；故障原因；处理步骤　１　前言　电缆是指由导线绞合而成的绳索状物体，不同组别导线间彼此绝　缘，并围绕中心部位扭成，外面覆盖有一层绝缘层。电缆可以分为电力　电缆、信号电缆、船用电缆、计算机电缆等多种类型，１０ｋＶ输电线路中　的电缆属于电力电缆范畴。电力电缆的主要作用是电能和传输与分配，　也是电力系统主干线中所必不可少重要部件。１０ｋＶ输电线路是电力系统　运行中一个十分常见的线路类型，但也常面临电缆故障等问题，对１０ｋＶ　电力电缆的故障原因进行分析，并有针对性地制定应对故障的行事步骤　是十分重要的。　２　电力电缆的基本情况　电力电缆的基本结构大致是相同的。从外到内依次为保护层、屏蔽　层、绝缘层和线芯四部分…。线芯是电力电缆中的导体部分，主要用于电　力的传导，也是电力电缆中的主体部分；线芯之后是绝缘层，绝缘层的　主要作用就是隔离电气，因为绝缘层的材质不具有导电性，故而它能够　最大程度地保障电能不干扰、不散佚，较为安全地在人们设置好的地点　间输送和传递，它同样是电力电缆中不可或缺的重要组成部分；接下来　是屏蔽层，一般来说，超过１５ｋＶ的电力电缆都会设置导体屏蔽层与绝缘　屏蔽层，这是为了进一步的电能屏蔽；最后是保护层，保护层是为了保障　电缆不受外界水分及其他杂质侵扰，免得外力对电力电缆造成损坏。按　照电压等级，电力电缆可以分为低压、中低压、高压、超高压和特高压五　种类型，目前国网宁津县供电公司所使用为１０ｋＶ电力电缆属于中低压　型，即是指可承受电压值在３ｋＶ至３５ｋＶ之间的电力电缆。　３　１０ｋＶ电力电缆故障的常见类型及原因　１０ｋＶ电力电缆比较常见的故障包括如下类型：低电阻接地故障、高　电阻接地故障、短路故障、断路故障、闪络故障以及复合型故障等。导　致故障的原因可能包括如下类型：　３．１外护套穿孑Ｌ导致故障。外护套穿孔指的是保护电缆不受自然水　分及杂质等侵蚀的保护层在某一点失去防护作用，出现孔洞式损伤的情　况。这种情况的主要原因应该包括机械外力造成的损伤以及电腐蚀和　化学腐蚀等。比如机械损伤，主要是指电缆安装时造成的损害，可能是　电缆安装人员不小心造成，也可能是没有按照技术要求进行安装　可能　经过长期进一步侵蚀后此处保护层出现彻底破坏，从而使潮气得以侵　入，电缆故障发生。电腐蚀则是指电缆埋设地附近有比较强的电场，会　使电缆外皮腐蚀穿孔，从而对绝缘层造成破坏。化学腐蚀的情况一般发　生在附近有酸碱作业或是煤气站散发苯蒸汽等条件下，电缆的铠装与铅　包会出现长距离大面积的腐蚀。　３．２自然原因导致的电缆故障。自然原因导致的电缆故障一般可包　括电缆变形、绝缘物流失以及闪络故障等　］。比如很典型的一种情况就　是地面沉降，一般穿过铁路、道路和一些高大建筑的电缆容易因为这些　区域的地面沉降出现变形、损坏等故障。主要是因为地面下沉后电缆在　垂直方向的受力情况发生了改变，电缆外护套、铅包以及铠装等很容易　发生破裂及折断，进行导致各种不同类型故障的发生。另一种自然状况　就是地形的影响，比如地沟凹凸不平，电缆的高低落差比较悬殊，这就　会导致处于电缆高处的绝缘油向着电缆低处运动，逐渐使高处的绝缘　性下降，从而导致电缆出现故障。此外，铺设电缆时的气候条件也很重　要，如果气候条件比较恶劣，往往容易导致接头部分的封装物中有水汽　等杂质混入，造成闪络性故障等。此外，过负荷运行以及电缆本身质量　问题也是导致１０ｋＶ电力电缆发生故障的原因，比如电缆长期运行容易　造成温度升高，加之夏天的气温较高，就很容易导致薄弱处及对接头等　被击穿。　４　１０ｋＶ电力电缆的故障处理步骤　电缆故障发生后，准确找到故障点是故障处理的重要环节，也是　较复杂的环节之一，毕竟输电线路涉及到的铺设范围相当广泛。具体来　说，发生故障后，应采取如下步骤进行处理：　４．１确定故障性质。电缆出现故障以后，要对故障点进行排查和寻　找，以便进行后续处理工作。首先，要对故障的性质进行诊断，对故障　类型及严重性进行判断。目前看来，电力电缆故障大致表现为接地、断　线和短路，具体包括单相接地、相间短路、三相短路和断线故障。一般　来说，可以依照经验等首先进行比较粗略的诊断。　４．２故障距离粗测。接下来要进行电缆故障的测距，比如用脉冲电　流法以及低压脉冲反射等方法对故障距离进行测定。这个过程又叫做　粗测，就是对故障发生点的具体位置进行粗略的测量和判断，依照电　缆走向可以对故障大体方位进行判断，将其精确在一定范围中。一般来　说，还可以在这个步骤之前确定电力电缆铺设范围中是否有施工等情　况，有可能更方便地确定故障位置。　４．３故障距离精测。经过上个步骤的粗测以后，就可以进行故障定　点了，也就是故障距离的精测。一般常采用放电声测等方法来对故障点　进行精准定位。基本上到了精测环节后，找到故障点就比较容易了，此　时应根据故障的具体类型尽快开展电力抢修工作，使得电力系统能够及　时恢复运行。　５　结语　１０ｋＶ电缆是电力电缆中较为常见的电缆类型，保障它的稳定运行　是保障国家和人民用电需求的重要工作内容。对此，应对１０ｋＶ电缆中容　易出现的故障类型及原因进行充分的了解，并制定好有序的故障处理步　骤，以便在故障发生后及时、准确地找到故障位置，并开展电力抢修工　作，从而保障电力系统的安全运行。　参考文献　【１］陈燕亮．浅议１　０ｋＶ电力电缆常见的故障及处理措施【Ｊ】．科技咨　询，２０１　０，（２６）：１　５—１　４．　［２】杨朝．浅谈电力电缆的常见故障及查找［Ｊ】城市建设理论研　究，２Ｏ１　２，（５７）：１　７－１　８．　

1/5110kV电缆交叉互联接地故障探讨1前言某公司110kV电厂V线是#1发电机组的并网线路，2014年12月17日建成后投运，路径是从110kV西分站通过外网桥架到#1发电机组升压站,全长1529米，截面积800mm2单芯铜电缆，金属外护套为波纹管铝护套。由于不是一批次成型电缆，因此不是3等分，而是分为5段。1段在110kV西分站侧，5段在#1发电机组开关站侧。5段长度及接地方式如下：（接地箱处为实测接地电流）图1电厂V线实际接地情况及接地电流1段、2段、3段为一组交叉互联接地，4段、5段为各自单独接地。在实际运行过程中，负荷为#1发电机组发电负荷，负荷较平稳，带载为125MW。1箱、4箱为直接接地箱，电流很大，检测各接地箱电流为：1箱的电流分别为A：120.4A、B：84.7A、C：116.1A；4箱的电流分别为A：122.1A、B：114.5A、C：85.7A。各段长度：1段197米，2段334米，3段366米，4段293米，5段339米。各段的对地回路连接方式：（1）地-1段A相-2段C相-3段B相-地；（2）地-1段B相-2段A相-3段C相-地；（3）地-1段C相-2段B相-3段A相-地。电缆感应电压的与电缆的长度和载流量有关，由于1段、2段、3段电缆长度不均等，1

2/5段与3段相差169米，1段与2段相差137米，2段与3段相差32米，造成A、B、C三相的感应电压合成后的零序电压不为零。三段长度相差较大，造成接地电流较大。实际感应电压与电缆的长度和载流大小成正比，此电缆的负荷较稳定，电流认为是稳定的，感应电压的大小只与电缆的长度有关。根据电缆长度的比例，作出感应电压和回路电流向量图如下：图2感应电压向量图图3接地回路电流向量图三相电压合成的零序电压，通过大地形成回路，感应电流就在这个回路中流通。零序电流形成的回路主要是电缆护套电阻及大地电阻，因此形成的回路电流近似认为是电阻回路，电压方向与电流方向相同。2分析差别大可能原因2.14段、5段由于为单段的接地方式，接地电流很小，为正常状态，不再分析。下面分析1段、2段、3段交叉互联方式，接地电流较大，重点分析。通过接地电流的流通回路分析可知，若2段、3段之间的B相同轴电缆的方向接反，1箱的A相与C相是同一回路，电流相同；4箱的A相与B相是同一回路，电流相同，理论上分析与实际表象相同，如下图所示。需要对2段、3段之间的交叉互联箱的B相同轴电缆接线方式重点核对，进一步确认接线是否正确。

电力电缆常见故障及检测方法分析

摘要：电力电缆作为电力系统的重要组成部分，一旦发生故障将直接影响电力系统的安全运行电力电缆供电以其安全、可靠、，得到广泛的应用。但是电力电缆一般都埋在地下，一旦发生故障，要经过诊断、测距(预定位)、定点(精确定位)个步骤。采用合适的故障测试方法，尽可能快速、准确地找到故障点，减少因停电造成的损失。

关键词：电缆；故障；方法；技术

一、电缆的故障类型分析

电力电缆的故障类型造成电力电缆故障的原因有很多，比如：机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、材料缺陷、电缆绝缘物流失、设计和制作工艺不良以及护层腐蚀等。按照故障出现的部位，通常可将故障类型大致分为断线故障、主绝缘故障和护层故障断线一般是由于故障电流过大而烧断电缆芯线或外界机械破坏等原因造成的，其测试比较简单。从今年已查找的低、中、高压电缆故障的结构特点分析，电缆单相接地故障较为普遍，多是因为电缆遭受外力破坏原因造成。也不排除本体质量造成，但这种内部短路从外表看不出痕迹较少见。电缆相间短路故障中较少，这是因为相间短路一般都是在运行中发生，发生故障时会产生强大的短路电流造成速断保护动作而跳闸。强大的电流所造成的高温一般都会把电缆烧断造成开路性故障。电缆内部短路，外表看不出痕迹，此类故障一般是由于电缆质量造成的，比较少见。从电缆的故障位置看，一条电缆最薄弱的地方是中间接头，一般的电缆都有一个或几个中间接头，在做电缆中间接头时由于环境条件限制，加上电缆敷设后不进行防潮处理，制作时中间接管压接不紧密，都可能造成电缆中间接头受潮、工艺缺陷的出现。当运行中长期在高压电场的作用下产生电晕及游离放电，使绝缘本体形成水树直至绝缘老化并击穿。

绝缘故障根据故障电阻和击穿间隙的情况，通常将绝缘故障分为低阻、高阻及闪络性故障。低阻故障与高阻故障的区分界限一般取电缆本身波阻抗的l0倍，但在实际测试工作中并不要求很严格地区分。闪络性故障的故障点电阻极高，可给故障电缆施加到较高的电压，故障点才闪络击穿。预防性试验中所发生的故障多属于这种情况。