高压电力电缆故障分析

2024-05-24

高压电力电缆故障分析（精选十篇）

高压电力电缆故障分析篇1

在城市中心地带、居民密集区、工厂厂区内部等地方, 考虑到安全、美观和利于厂房布局等因素, 高压电力电缆线路在电力系统中的应用比例越来越高, 其具有占地面积小、送电可靠性高、维护工作量少等优点。但是, 在长时间的运行过程中, 高压电力电缆受到多种因素的影响, 容易出现各种各样的故障。正确分析高压电力电缆的故障原因, 快速找出故障点, 确定故障位置, 尽量缩短停电时间, 对于企业正常生产和人们正常生活尤为重要。

1高压电力电缆故障原因

1.1自身质量问题

自身质量问题是高压电力电缆出现故障的主要原因, 在潮湿的环境中, 高压电力电缆很容易进水受潮, 影响其绝缘性能, 发生击穿事故, 严重威胁着人们的生命和电气设备安全。

1.2过负荷运行

随着产量的提升, 供电负荷的增加, 高压电力电缆长期处于过负荷运行状态。在日常运行过程中电缆电压选择不当或突然有高压窜入, 运行环境恶劣, 腐蚀性气体对电缆保护层的损害, 电缆附近存在温度高的热源, 尤其在高温天气过负荷时造成高压电力电缆产生大量的热量, 会加快电力电缆的老化速度, 都可能使电缆绝缘强度遭到破坏, 存在很多的安全隐患。

1.3施工故障

安装和施工不合理是造成高压电力电缆故障最常见的一个原因。在电缆敷设过程中, 施工人员没有严格规范地进行施工, 会影响高压电力电缆的使用寿命。施工故障具体表现如下:

(1) 电力电缆表面破损。由于施工过程中的错误操作导致高压电力电缆的表面破损, 容易使高压电力电缆内部进水, 造成安全事故。

(2) 中间接头密封不好。在敷设电缆的过程中, 施工人员没有将电力电缆中间接头密封好, 在潮湿的环境中, 水分很容易进入电力电缆的接头位置, 影响高压电力电缆的绝缘性能。

(3) 导体连接管接触不良。在长距离的电缆施工过程中, 施工人员没有将两个高压电力电缆之间的导体连接管处理好, 导致高压电力电缆的导体连接管接触不良, 出现一些毛刺和尖角。

(4) 电力电缆接头设置不合理。施工人员在敷设电缆过程中存在较大的随意性, 高压电力电缆中的接头设置不合理, 一些施工人员在高压电力电缆相距很近的位置设置多个接头, 严重影响了高压电力电缆的安全稳定运行。

1.4机械损伤

机械损伤引起的电缆事故占电缆总事故的50%[1]。造成机械损伤的主要原因有安装时损伤、直接受到外力损伤、施工车辆长时间的碾压导致的变形损伤等, 这些都会使电缆接头和导体绝缘受损。

2高压电力电缆故障类型

常见的高压电力电缆故障类型有闪络故障、断线故障、接地故障、复合型故障等。具体如下:

(1) 闪络故障。高压电力电缆长时间处于过负荷运行状态, 很容易在高电压下被瞬间击穿, 但是高压电力电缆又可以迅速封闭击穿通道, 逐渐恢复绝缘性能。

(2) 断线故障。断线故障是指高压电力电缆的一相或者多相导体全断或不完全断线。

(3) 接地故障。接地故障是高压电力电缆最常见的一种故障类型, 电力电缆的一相或者数相导体对地击穿, 发生贯穿性绝缘故障。电力电缆按接地电阻的大小可以分为金属性接地、低阻/高阻接地故障, 绝缘电阻低于10kΩ 称为低阻接地, 高于10kΩ 称为高阻接地。

(4) 复合型故障。复合型故障是指高压电力电缆发生上述2种或者2种以上的故障。

3高压电力电缆故障的诊断处理方法

3.1测声法

测声法是指根据高压电力电缆发生故障时发出的放电声音来寻找故障源的方法, 测声法适用于电缆的芯线发生闪络放电故障的查找。测声法要使用直流耐压试验机设备。直流耐压试验机设备首先对电缆中的电容器进行充电, 当电容器到达一定电压值时, 试验机的放电间隙对电缆故障位置的芯线进行放电, 这时故障位置的芯线又会对电力电缆的绝缘层放电, 并且发出“滋滋”的放电声, 对于在地面上的电力电缆, 维修人员可以直接凭借听觉查找故障位置;如果电力电缆被埋在地下, 维修人员需要确定电力电缆的方向, 然后在相对安静的环境中, 使用医用听诊器或者耳聋助听器等音频设备, 将听诊器或者助听器放在贴近地面的位置, 沿着电力电缆的敷设方向慢慢查找, 如果听到有“滋滋”的声音, 这个位置就是电缆的故障位置。使用测声法查找高压电力电缆故障源, 维修人员必修要注意人身安全, 安排专门的人在电缆末端和设备末端进行监视。

3.2电容电流测定法

高压电力电缆在运行过程中, 电缆的芯线对地和相邻芯线之间都存在着很大的电容, 这些电容在电力电缆中均匀分布, 并且电缆越长, 电容量越大, 电容电流测定法可以准确得测定出电力电缆芯线断线的故障位置。电容电流测定法要使用1只0.5级、量程为0~100mA的交流毫安表, 1只0.5级、量程为0~30V的交流电压表, 1台量程为1~2kVA的单相调压器。首先, 使用交流毫安表测量出高压电力电缆首端每一相芯线的电容电流值Ia、Ib、Ic, 然后再测量出电力电缆末端每一相芯线的电容电流值Ia′、Ib′、Ic′, 计算出断线芯线与完好芯线之间的电容比, 根据计算结果初步判断出高压电力电缆芯线的大约断线位置。从电容量计算公式C=I/ (2πfU) [2]可以得出, 在频率f和电压U不变的情况下, 电容量C和电流I成正比, 由于高压电力电缆的工频f是不变的, 使用电容电流测定法测量时, 只要保持电压不变, 电容电流之比就是电力电缆芯线断线电容量和完整芯线电容量之比。设电缆全长为L, 电缆芯线断点距离为X, 则Ia/Ic=L/X, X= (Ic/Ia) L, 在测量过程中, 测量电缆的总长度要精确, 并且电流表读数要准确, 这样最终测量误差会比较小。

4高压电力电缆故障的防范措施

结合高压电力电缆故障原因分析, 为了确保高压电力电缆的安全稳定运行, 最大程度地降低故障几率, 我们要积极采取防范措施, 不断改善高压电力电缆的使用寿命和运行状态。

(1) 要高度重视高压电力电缆故障问题, 安排专门的维护人员加强对电力电缆日常运行的维护检修, 对电缆的运行参数制定详细的档案, 定期进行安全检查, 加强高压电力电缆施工管理, 对于电缆的故障频发地点, 增加维护人员的日常巡检, 严格落实责任制度。

(2) 加强公司各个部门之间的沟通联系, 积极通过协调会议, 明确高压电力电缆的施工位置和注意事项, 全面协调所有的施工部门, 在施工过程中注意保护电力电缆设备。制定完善的危险点控制和辨别方案, 在一些危险位置安排专门的技术人们进行监护, 定点、定时进行巡查[3]。

(3) 高压电力电缆施工单位要做好技术交底工作, 每天施工之前都要明确作业内容和作业任务, 加强电力电缆的安全管理, 确保施工质量。

(4) 在公司进行安全宣传, 提高大家的安全意识, 使大家明确知道破坏高压电力电缆的危害性。

5结语

高压电力电缆作为电力系统的重要组成部分, 在长时间的运行过程中, 故障率会很高, 并且故障查找比较复杂。通过分析和研究高压电力电缆的故障原因和故障类型, 选择合理的诊断方法, 积极采取有效措施, 快速找出故障位置, 对不断提高高压电力电缆的运行可靠性有重要的意义。

参考文献

[1]王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究[D].大连理工大学, 2009

[2]吴宜文.高压电力电缆故障的起因诊断和处理[J].自动化与仪器仪表, 2012 (3)

高压电力电缆故障分析篇2

关键词：高压；电缆；故障；原因；试验

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0111-02

1 引言

近年来，随着我国现代化建设的飞速发展，国民用电量也在急剧上升，推动了电力建设的不断进步，加大了高压电力电缆在电网输变电系统中的应用。高压电力电缆是十分重要的电力传输设备，是电力系统稳定安全运行重要前提和保障。高压电力电缆在投入运行之前必定要经历生产、施工和试验等诸多环节，如果其中任何一个环节中存在质量问题，则必将导致其在运行过程中容易受到环境因素影响，从而造成绝缘老化，最终导致电力电缆运行故障的出现。

因此，为了保障电力电缆的安全稳定运行，电力企业需要正确掌握电缆的运行状态，提前发现电缆故障，最重要的是要对高压电力电缆的施工工艺、故障原因以及试验对策进行深入研究。

2 高压电力电缆故障概述

对于高压电力电缆而言，在其投入运行之后将受到环境因素的影响而产生绝缘老化，从而影响其运行寿命，这些环境因素包括光、热、电、化学、机械等。

为了保证电力电缆的长期安全稳定运行，除了其本身的优良绝缘性能之外，还要求电力企业掌握正确的电缆敷设方法，并充分了解电缆运行时的热性能。据统计，2015年全国主要城市的电缆故障原因如下，外力破坏占55%，附件质量问题占29%，施工隐患占13%，电缆本身质量问题占3%。

3 高压电揽故障原因分析

3.1 外力破坏

通常电力电缆都铺设于城市道路之中，经常受到绿化、房地产、自来水、通信、煤气和市政等施工影响，从而导致电力电缆易被破坏，这种外力破坏造成的电缆故障占55%，主要包括以下几种：

①大多数的电缆短路和破坏都是由于一些未经审查的机械开挖造成的；

②如果电缆安装不够牢靠，在外力作用下容易出现绝缘故障；

③对于直埋电缆而言，很可能由于车辆碾压、地面下沉等原因而出现变形。

总结外力破坏造成的电缆故障原因为：第一，工程管理部门缺乏责任感，监管不力；第二，市政工程的相关施工人员为了赶工期而违规进行机械开挖；第三，由于边设计边施工造成的施工信息不能及时共享。综上所述，电力电缆的保护套会外力作用下发生破损，导致水分侵入到电缆之中，从而造成电缆运行故障。

3.2 电缆安装及施工质量问题

相关统计数据表明由于电缆安装和施工不当造成的电缆故障约占13%以上。如果电缆铺设没有按照合理的施工条件和规定来进行，会导致电缆寿命大大缩短，原因有以下几点：

①电缆接头设置不合理，比如在很近的距离内安装两个接头就是违规的；

②导体连接管之间接触不好，主要原因是两段电缆的连接处处理不当而存在的一些毛刺和尖角等；

③中间接头密封不良，从而导致水分入侵，出现水树，绝缘老化；

④电缆安装环境的湿度比较大，容易导致局部潮湿，从而使绝缘性能变差；

⑤电缆保护壳发生破损，由于施工操作不合理造成的电缆保护外壳破损，会导致电缆内部进水而出现故障。事实上，如果在电缆铺设施工过程中能够严格按照相关规范来进行，并注意电缆铺设环境，上述由于施工不当而造成的电缆故障是完全能够避免的。

3.3 电缆本身的质量影响

由于电缆本身的质量问题所导致的电缆事故是比较少见的，但确实存在且不容忽视。由于电缆质量问题导致的电缆受潮使得电缆绝缘性能严重变差，以至于击穿事故时有发生。长期运行实践表明电缆本身的质量问题也是造成电缆故障的原因之一，最常见的结果就是因质量问题造成的电缆进水，从而导致电缆事故的发生。

在电网建设中基于这一问题的改造方法是采用新型交联电缆取代过去的油纸绝缘电缆。由于国内电缆生产厂家众多，生产出来的电缆质量也是参差不齐，因此厂家要严格控制电缆的生产过程，包括绝缘屏蔽层的表面处理、加工环境等问题，从而对电缆质量进行严格把关。但是目前有不少生产厂家为了减少成本，生产的电缆存在诸多严重的质量问题，包括绝缘层中存在区域微孔和杂质超标等。

3.4 过负荷运行

根据高压电力电缆长期以来的实际运行情况可以看出，高压电力电缆多数情况下都处于过负荷的运行状态，而且大多数电缆在投入运行后就缺乏维护，尤其在夏季高负荷运行时，散热条件恶劣，运行条件又很差，产生的大量热量又不能及时散热，从而导致电缆温度过高，加速了电缆老化，造成了安全隐患。

4 高压电力电缆试验方法

4.1 绝缘电阻测试

电缆的绝缘电阻测试可以对其受潮、老化情况进行有效判断，从而正确地掌握电缆的绝缘性能。通过耐压试验比较耐压前后的电阻变化可以对电缆内部缺陷进行检查。对于额定电压为1.0 kV及以上的电缆，在测量时必须要使用2 500 V兆欧表来进行，电缆运行后要进行充分放电，将所有的对外联接线全部拆除，并使用干燥清洁的布将电缆头擦拭干净，接着将铅皮和非测试相的电缆芯一起接地，然后逐相进行测量。由于电缆的电容非常大，使用兆欧表进行测量操作时一定要匀速摇动。测量完成后，要先把火线断开在停止摇动，防止电容电流对兆欧表进行反充电而导致摇表被击穿；每次测量完成后需要对电缆进行充分放电，而且操作过程中工作人员要必须使用绝缘工具，避免残余电荷电击事件的发生。

另外，为了提高测量的准确性可以通过在电缆芯端添加屏蔽层来实现。还有，如果电缆经过长时间的大电流充电，通常开始时的兆欧表读数不大，此时应该继续摇动兆欧表，数值将逐渐增大直至稳定不变。

4.2 电缆相位检查

在电缆绝缘测试后即可开展电缆相位检查工作。相位检查主要是保证电缆两端A、B、C相位一致，电缆头的“黄”、“绿”、“红”标示完全对应。电缆相位检查的试验方法基本上和绝缘电阻测试是一致的。首先把电缆尾端A相接地，分别测试A、B、C相对地绝缘电阻，测试结果A相对地绝缘0 MΩ，B、C两相对地绝缘为55 000 MΩ。由此可判断处本侧为0 MΩ的相就是对侧的接地相，即两侧均是A相。B、C相的相位检查方法同A相。

由试验数据分析可以看出，电缆两侧相位一致，见表1。

4.3 直流耐压试验与泄露电流试验

直流耐压试验和泄露电流试验是同时进行的，试验方法也相同，两者的测量重点不同，前者是测量耐受强度，一般会采用较大的实验电压；而测量泄漏电流是为了检测绝缘状况，不需较高的电压。

直流耐压试验可以检查电缆的抗电强度，是运行部门和施工单位常用的试验方法之一。直流耐压试验电压高、设备容量小，直流电场中电场是按照电阻分布的，而且分布比较均匀，如果电缆存在缺陷，那么电压和缺陷部分是一种串联在一些完好的部分上，从而使缺陷更加容易被发现。通常通过直流耐压实验可以发现电缆中的一些气泡、机械损伤等局部缺陷。

测量电缆的泄漏电流是为了观测不同电压等级下的电流的变化情况，以及得到电流与电压之间的关系。电缆缺陷主要表现为泄漏电流在分阶段停留时几乎不随时间而下降，甚至增大；或者是在电压上升时，电流不成比例的急剧上升。通常泄漏电流测量结果可以反映出电缆的老化和受潮情况。

5 结语

随着高压电力电缆的性能被挖掘，其应用也越来越广泛。因此，国内电力企业必须加强电力电缆故障原因分析的研究，优化试验方法，在今后的高压电力电缆在生产过程和现场施工中，减少电缆质量问题，减少故障发生率，保证高压电力电缆持续、稳定的运行。

参考文献：

[1] 卞佳音.高压电力电缆故障监测技术的研究[J].电子测试，

2015（24）：33-34.

[2] 王迪.高压电力电缆故障分析及诊断处理[J].电子测试，2016

（10）：124-125.

[3] 刘欣.高压电力电缆故障原因分析和试验方法研究[J].低碳技术，2016

高压电缆中间头绝缘故障分析篇3

2010年6月份, 我们系统中一段母线出现接地现象, 此电缆线径为300mm2, 电缆长度170m, 额定电压为26/35k V电压等级的单芯电缆, 经查是系统外线部分电缆中间接头烧坏接地, 确定故障原因后对电缆中间接头进行了重新制作 (电缆附件为3m冷缩中间接头) ;我们都知道电力电缆附件就是改变或者改善电缆由于切割而引起的电场畸变, 最大程度的回复电缆本体的结构及其绝缘水平, 畅通电路, 尽可能的将气泡排除在电场之外, 以使电缆附件的存在不至于在电缆线路中造成危害性的电场突变。在制作3m电缆头过程中因为该电缆运行时间较长, 半导层出现不同程度的老化现象, 与主绝缘层粘死及难剥离, 采用玻璃一点一点刮除, 造成了电缆主绝缘表面出现严重的不平整现象, 采用砂纸打磨后, 主绝缘上还留有许多不平整面, 在进行冷缩套管固定时, 没有在主绝缘表面涂抹硅脂膏进行填充, 冷缩套管固定完成后按程序完成了剩余工序, 电缆头制作完成。次日, 对新制作的电缆头进行了直流耐压试验, 由于该电缆头处于野外, 前一天晚上刚刚下了一场小雨, 空气的相对湿度较大, 当时环境温度28℃, 湿度在80%左右;在对A相电缆进行实验时, 随着电压的升高, 泄露电流值上升较快且不回落, 当试验电压升到71k V时;听到一声清脆的放电声, 直流高压发生器停止工作, 随即对仪器及高压引线进行全面检查, 未发现异常。于是重新进行测试, 当电压升至25k V左右时, 泄露电流高达450μA, 且有上升趋势, 经停机再次检查, 未发现异常, 使用2 500V兆欧表测量绝缘接近于0兆欧, 因为做电缆中间接头之前, 没有对中间接头两端的电缆进行直流高压泄流试验和绝缘电阻测量, 所以无法判断准确的故障点, 经过与工程技术人员商讨, 决定使用电缆故障探测仪进行探测, 使用声纳对整条电缆进行了仔细反复的探测 (电缆敷设附近有铁路, 电缆埋深1m左右) 。最后确定故障点在新作的电缆中间接头上, 协同电缆头制作人员将3m冷缩电缆中间接头铠甲割开, 未发现明显的烧痕, 将电缆全部割开发现了明显的导体与接地之间的放电痕迹。我们与电缆制作人员共同分析, 存在以下3个原因造成这次电缆故障。

1 原因

1) 在制作电缆头中间接头过程中, 因为半导层是使用剥离刮除的, 主绝缘表面存在许多不平整面, 冷缩电缆头时有没有涂抹硅脂膏填充空隙, 致使冷缩套管与主绝缘之间存在许多气泡, 气泡分布在导体与接地体之间;加压后产生电场, 而这些气泡的存在使电场发生严重畸变, 根据放电理论可知:此时的气泡内的电子在电场的作用下加速运动, 使气体激发游离, 当电压达到一定值时, 气泡之间互相击穿放电, 在导体与接地之间产生放电通道, 电缆头击穿。

2) 制作该电缆中间接头时下了一场小雨, 电缆头制作在临时搭建的棚子内进行的, 工作现场相对湿度较大, 环境温度为25℃左右, 空气中水分含量较大。当固体表面上形成了薄薄的肉眼难以看到的潮气吸附层时, 就会出现表面电导。而落到介质表面的灰尘颗粒就会有一部分溶解到这一吸附层中, 灰尘的分子在溶解时会产生离子, 所以潮气吸附层通常具有相当大的电导。大多数固体介质都能很好的地吸附潮气, 它们的表面电导率随空气相对湿度的增大而显著上升的, 由于高压电缆中间头在制作过程中空气湿度相对较大, 半导体屏蔽层在剥落过程中不够均匀, 冷缩套管在套到电缆上时有内部有水珠进入, 在冷缩过程中水珠滴落在主绝缘上, 在导体与接地之间形成了导体。

3) 在电缆半导层剥削过程中, 刀口太深, 在主绝缘上形成一个割槽, 施工人员的双手握住电缆工作时, 污秽物进入主绝缘层的刀口中, 再加上当时空气湿度大, 灰尘在刀口中溶解, 形成导电体, 虽然在电缆制作过程中, 冷缩套管时要对电缆进行清洁, 但只能清洁电缆绝缘层表面的污垢, 却无法将刀口内的灰尘清除, 灰尘形成的导体在清洁剂的作用下还会进一步扩散增大面积。

通过对以上3个原因认真论证, 得出电缆击穿是由原因一和原因二综合形成的, 污垢点在外界电压的作用下成为导体与接地体之间的以水为介质的小电容。我们由流注理论知道, 在外界电离因子作用下, 阴极上会逸出初始电子, 接着便出现向阳极方向发展的电子崩, 这时间隙中的电场发生畸变, 电子崩前方和阴极附近的电场加强了, 随着电子崩的增大, 其前方场强将变得更大, 在阴极附近出现了放电通道---流注, 在其末端处具有注入通道的二次电子崩所留下的剩余正电荷, 这是在流注---阴极间隙中的电场加强了, 出现大量新的电子崩, 流注完全短接了电极间的气隙, “电源---放电通道”回路中的电流急剧上升, 通道中产生火花, 随着电源电压的逐渐升高, 火花会转变为弧光放电, 这样使以水为介质的小电容和被电离的气泡逐个击穿, 最后形成稳固的放电通道, 这就是为什么当我们切开冷缩中间接头时, 能清楚的看到导体与半导层断口之间的明显的放电痕迹。

2 总结

各电缆附件制作人员应当对电缆附件的制作工艺重视起来, 制作人员必须有较强的责任心和经过严格的专业培训并取得上岗证书。并加强对新制作的电缆头的绝缘检测, 做好电缆附件的施工记录和试验记录, 并及时归档备案, 只有做好这些工作才能是电缆在供电过程中少出故障, 从而保证电力生产的安全运行。

摘要：新制作的电力电缆接头故障可由多种原因引起:由于制作不良、制作过程受潮等都能引发电缆故障, 通过直流耐压试验测量泄漏电流, 发现电缆头制作过程中存在的缺陷。

关键词：冷缩电缆中间接头,直流耐压试验,绝缘击穿

参考文献

[1]汪日洪主编.交联聚乙烯电力电缆线路.中国电力出版社, 1999, 4.

[2]鲁铁成, 关根志.高电压工程.中国电力出版社, 2006, 10.

高压电力电缆故障监测技术的研究篇4

关键词：高压电力电缆故障监测技术研究

中国正在推行电网改造，在国家大力支持下，进度十分迅猛，致使高压电缆使用范围不断扩展。但是目前已然出现问题，中国高压电缆并没有达到完美状态，电缆质量不好、安装不到位、原来安装的高压电缆出现绝缘老化，各种各样的问题，导致高压电缆频发故障事件。此类事件，不仅在电缆使用过程中的维修、排除故障造成很大的困扰，在大众生活、生产方面所造成的损失，更是不可估量。

1 高压电缆故障

在电力出现故障之时，维修人员需要及时对故障进行排解，从各项指标、参数之中，来看是哪些因素造成故障。在电缆运行状态中，会出现一些障碍，而这些障碍是由不同因素导致。

1.1 电缆运作前目前中国电缆在制造方面存在些许不足，在电缆使用过程中，各种问题都会随机出现。在电缆运作之前，工作人员需要手动装置电缆，很可能会出现装置无法到位，导致电缆在运行过程中故障出现。这是现在电缆运作之中，最常见的问题之一。

1.2 电缆运作中中国是一个用电大国，可想而知，高压电缆在运作过程中肯定会出现巨大的压力，用电高峰期更是如此，负荷完全超出预想。在超负荷工作下，电缆很可能会导致故障现象，而这种负荷产生的故障，对电缆的影响特别大。高压电缆在日常维护之中，工作人员在各项操作上造成的疏忽，也会导致电缆运行过程出现故障。

例如，在进行电缆养护过程中，疏忽了电缆绝缘体流逝问题，原本保护层遭受腐蚀。这些问题都很容易被忽略，然而，这些问题也是很容易导致故障出现。一旦出现问题，也会无法轻松修复，面对的则是更严峻的维修问题。

1.3 长久运作导致疲劳不管是那种设备、设施，一旦长时间运作，都会产生疲劳。高压电缆也不例外，在长时间的运作过程中，疲劳也会随之而来，导致故障产生。

比如，某县的高压电缆长期工作，并且要面对超负荷的电力输送，覆盖面积广泛，承担着全县人民生活用电、生产用电、商业用电等巨大的用电量。虽然平时有进行保养，可长期的工作运行，依然会出现机械性损耗，从而导致过电质量出现问题。绝缘时间久，会导致绝缘体老化、失效等问题存在。在这样的情况下，高压电缆经常会出现故障。普通维修已达不到理想效果，只有对电缆进行更换，亦或是加强养护与监控力度，才能保证电力正常运作。

2 高压电缆故障监测

在高压电缆出现故障之后，必须要及时进行监测，才能将问题进行避免，确保损失降到最小。在对高压进行检测的过程中，需要有很多步骤。首先是对故障进行判断，到底是何原因造成。然后寻找故障点，最后进行维修处理。在整个故障监测过程中，如下几点是检测过程中存在的主要问题：

2.1 判断故障性质在故障出现之后，首先需要做的就是将故障性质进行判断，看到底是什么原因造成故障产生。例如高阻、低阻的区分；故障是以多项故障存在，还是单项故障；亦或是电缆出现短线、短路等，各种不同故障，所需要制定的方案也是各有不同。利用监测技术，对现在所呈现的参数进行分析，致力于将维修效果做到最好。

2.2 故障电缆测距在判断是什么原因造成故障之后，就要对故障进行粗略估计，利用监测技术对故障进行距离判断，将检测范围无线缩小，以最快的速度找到故障发生点。这个步骤必须要依靠先进的监测定点故障范围，在整个电力电缆故障处理过程中，尤其重要。

2.3 故障点精确定位在有了初步的范围监测之后，根据现下电缆情况进行确定大致故障范围，在这个范围中对准确位置进行定位，故障点精确位置更容易找到。

3 电缆故障测距

在电缆故障过程中，故障测距至关重要，是定位电缆故障范围的重要指标。只有在测距过程中，将故障范围搜索完成，才能以最快的速度，找到故障点。只有找到故障点，才能及时进行电路抢修工作。

3.1 测距方式在整个故障监测过程中，测距是最重要的环节。现今为止，惠斯顿的电桥法是最为可靠、有效的方法之一。这个方法的优势很明显，那就是操作简单、快捷准确定位。电容电桥与电阻电桥两种，近年来，监测技术有了突飞猛进的发展，故障监测方式也是不断推出许多全新模式，推陈出新，致力于使用效果更好。

例如现下的电流法、路径探测等，都是最新推出的检测方式，将检测方式与网络相结合，将电网监测推上智能轨道。

3.2 脉冲电流故障监测法在目前的电缆故障监测方法之中，脉冲电流是一项很受欢迎的检测方式，在以往的监测方法之上，进行改进，逐步完善，将故障监测技术稳步提升。使用过程将关联线路间的波段感应，得到一个与其直接关联的方程式。此方法在国内外很多地方都进行试验，证实效果非常好。相比之前的故障监测方法，更加便捷。如表1所示，不同的电力电缆出现故障之时，采取针对性监测方法，才能直接得到精确结果。

3.3 电桥法电桥法是一项在电缆监测系统中，不可跨越的经典，其操作步骤也相对复杂。首先要测量出电芯电阻值，还要对电缆总长度进行测量，将这些数据采集完成之后，才能根据数据计算，得知故障点存在范围。

例如：将电缆长度计算为ZQ30-4×251+2×152，长300米的电缆在运行中出现故障，并且已经自动跳闸，怎样对故障进行分析，对故障进行测距。

根据原理，可以将其判断成断线故障，这个时候就需要使用电桥法，对故障点进行测距。首先对电缆的首段、末端进行测试，根据公式进行解答，并且配合电桥原理，可以得出一些数据。

首段测量结果为：LX（顺）=3RL/（M+R）；LX（逆）=3ML/（M+R）

末端测量结果为：LX（顺）=（M+R×L） /（R+M）；LX（逆）=（M+R×L）/（M-R）

结合给出的公式，配合表2中给出的计算数据，可以通过计算，将故障距离很轻松计算出来。

4 结语

伴随着时代前进脚步，中国的电缆技术也在不断深入，许多新技术也在积极投入实际应用之中。然而，各种技术依然无法解决所有故障问题。只有使用各种精确度较高的监测故障距离方法，才可以减少故障维修时间，将电力故障损失降到最小。

参考文献：

[1]黄辉，郑明，李迪等.海上风电场海底高压电缆故障监测方法的研究[J].电气技术，2013（1）：48-52.

[2]时翔，陈志勇，徐振栋等.基于振荡波系统的交联聚乙烯电缆故障监测[J].电气开关，2013，51（2）：40-42，45.

[3]贺继鑫，郭圣伟.高压电缆故障检测和交流耐压试验的应用[J].电源技术与应用，2012（9）：21-22.

[4]刘军，顾晓明.高压电缆故障检测技术探析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（34）.

[5]王爱华.高压电力电缆故障检测技术的研究[D].大连理工大学，2009.

三相三线高压电力计量故障接线分析篇5

1 三相三线电能表的正确接线方式

1) 三相三线电能表的结构。三相电能表是由驱动元件、转动、元件和计度器等部件组成, 由于接线方式不同, 可分为三线与四线两类。三相三线制的电能表所采用的是两组驱动元件作用于两个或一个铝盘的方式。2) 三相三线电能表的工作原理。三相电能表的工作原理与单相电能表相同, 都是通过电路中的电流通过电流表时, 在互感器铁芯中产生磁场, 带动铝盘转动, 铝盘的转动速度随着电流功率的大小而变的快或慢, 不同的是三相电能表采取了多组驱动部件与多个铝盘的方式。3) 接线方式。与接入中性绝缘系统三相四线制电能计量装置不同, 三相三线装置可采用有功、无功电能表接入的非中性点绝缘系统的电能计量装置。对于三相三线制的电能计量装置来说, 我们采用“四线双绕”的方式进行连接, 即通过对电能表与其中两台电流互感器使用四线连接的方式进行二次绕组连接。

2 电力计量故障的简易分析

1) 互感器一次回路故障。a.互感器一次电路短接。在互感器中连接一根导线可将互感器中的电流分流, 导致电流互感器中的电流流量减少, 从而三相三线电能表中的电流流量也随之减小, 最终可使电能表的记电量减少。b.互感器铁心绕线匝数减少。互感器铁心绕线匝数减少时, 会导致通过电流互感器的电流减少, 三相三线电能表中的电流流量也随之减小, 也会导致电能表的记电量减少。由高压电力计量箱所记用电量公式E总=KUKIE表可知少计的电量与减少的匝数是正比的关系。由此, 我们可通过对互感器铁心绕线匝数的排查计算出少计电量。c.互感器铁心线路接反。当互感器铁心的线路接反时, 当电流流过互感器, 互感器反转, 由于反倒转保护措施的工作, 实际互感器停止运转, 而三相电流功率相互抵消, 最终导致电能表停止运转, 无法计算电量。应在安装时细心操作, 杜绝此类事件的发生。

2) 互感器二次回路故障。a.电能表B相断路。由于三相三线电能表为A、B、C三相共同作用, 相互连接的工作方式, 当B相断开后, 全部电压将由A、C两相承担。由三相三线制电压流向量图得知:

c.电能表C相断路。当电能表C相断路时, C相不产生功率, A相工作, 表达式为: 。当接线正确的电能表在A相或C相断开后, 表的功率将随相位的变化而变化, 具体可参见下表:

d.互感器K1、K3颠倒。此种情况发生时, 互感器内将出现回路, 电流不流向电能表, 电能表停止运转, 无法计算电量。

e.互感器K1、K2颠倒。。这种错误发生时, 有功电能是无法反映出来的, 所能显示的是的无功电能, 而为了是电能计量值显示正确, 只能使负载功率因数的值为0.5。

3) 电表潜动。所谓电表潜动, 就是当用户未使用用电设备的情况下, 电能表铝盘仍持续转动至少一整圈。产生这种情况的原因可能是室内电路老化导致的漏电, 但是三相电能表未按正相序安装也会导致这种情况的发生。

3 三相三线电能表故障的简易检测及处理

1) 电表潜动的处理。当电表潜动发生时, 应首先关闭电闸, 之后用电笔检测室内可能漏电区域, 如又漏电现象发生, 应联系供电部门对老化电路进行更换;如未检测出漏电现象, 则应对电能表进行检测, 看是否是由于电能表接线错误导致的电表潜动, 如是, 应将线路按正确方式接回;如不是, 则可能是电能表故障, 应将电能表送至专门检测部门进行维修调整。2) 电能表某项短路。由于电能表的长期运转, 可能导致设备老化, 导致电流线圈发生短路问题。此类问题发生时, 可采用局部短路方式进行检测, 用导线依次将各线圈进行短路, 如果没有发生短路问题, 检测是电能表的转动速度应当下降, 如果连接至短路线圈, 电能表转速应不变。

4 结语

本文就高压电力计量的故障进行了分析, 并且对其造成的影响进行了简要论述。在实践操作中, 错误的接线会造成电能表计数的错误, 安装人员在安装电能表时应细致谨慎, 正在应用的电能表也应时常检查, 以避免漏电、窃电的发生。

参考文献

[1]李音, 王哲.三相三线电能表计量装置错误接线的简化分析[J].电测与仪表, 2006.

高压电力计量系统故障分析与检测篇6

关键词：高压电力计量系统,故障,分析,检测

0引言

电力计量系统关系到电力企业的运营和效益, 与国家经济发展和人们生活方式也紧密相联, 如何减少和解决电力计量系统故障是一个值得探讨的问题, 因此, 一套高效稳定的电力计量系统成为电力企业不断探索的方向。

1高压电力计量系统的组成

1.1电压互感器

1.1.1工作原理

电压互感器的工作原理类似小型变压器, 其一次匝数较多, 二次匝数相对较少, 且二次负载的阻抗相对较大, 以完成电压变换, 同时实现高电压与低电压的隔离。

1.1.2注意事项

电压互感器在使用过程中二次侧不得短路, 如果发生短路, 将会损坏电压互感器, 甚至影响整个电路的安全运行。此外, 二次绕组应该在铁芯处可靠接地。为了保障测量的准确性, 电压互感器不可以接过多仪表。

1.2电流互感器

1.2.1工作原理

电流互感器的作用相当于电流变换器, 其一次绕组匝数较少, 二次绕组匝数较多, 且副边的导线较细, 从而将一次侧的大电流变换为二次侧的小电流。

1.2.2注意事项

电流互感器在使用过程中二次回路不得开路, 如果发生开路, 那么电流将会转变为磁流, 产生较高的电势, 对人身、仪表、装置都会造成安全威胁。

1.3电能表

1.3.1工作原理

电能表包括感应式、电子式、智能式等类型, 用来计算用户所使用的电能, 根据用途可以分为单相、三相和特殊用途电能表。单相电能表一般用于220V单相交流用户, 主要分为感应系三磁通型积算式和电子脉冲机械计度式, 机械式应用较多, 其特点是结构简单、转动力矩大、工作可靠。三相电能表分为三相有功电能表和三相无功电能表, 三相有功电能表一般用于380V三相交流用户, 主要分为三相二元件和三相三元件两种, 由电流线圈及电磁铁、电压线圈及电磁铁、转动铝盘、永久磁铁、积数器等组成, 其连接方式有三相三线制和三相四线制两种。三相无功电能表是一种特殊用途电能表, 分为正弦型、跨相90°/60°这3种, 无功电能在电气装置本身中不消耗能量, 但在电气线路中会产生无功电流, 这些电流会在线路中造成电能损耗, 无功电能表可以记录这一损耗, 其一般用于用电量较大的单位。

1.3.2注意事项

电能表对于电费征收有重要作用, 由于运行环境复杂, 在计量中也容易出现偏差。电能表常见的故障有电表潜动、电流线圈短路、电压线圈失压、电流互感器开路或短路这几种。

2高压电力计量系统故障的主要类型

2.1电压互感器的常见故障

电压互感器的常见故障包括极性接反、二次相间开路、波形畸变等。电压互感器的故障会对电能计量造成巨大误差, 严重时传变到二次侧的电压在幅值和相位上将严重失真, 不仅影响计量系统的一次设备, 也影响到继电保护的动作性能。

2.2电流互感器的常见故障

电流互感器的常见故障包括极性接反、二次相间短路、二次侧两点接地、二次侧电流回路故障等。电流互感器的故障可能引起回路测量仪表值异常、元件接口处放电或打火、继电保护装置误动作、继电器烧毁等, 引起计量误差。

2.3电能表的常见故障

电能表的常见故障包括表头故障、计量回路故障、异常发热和振动、零部件歪斜、触点接触不良、电能表卡盘卡字等。电能表是电力计量系统的基本单元, 也是高压电力计量系统中故障频发的环节, 其运行状况与使用方法、环境因素等都有关系。造成电能表计量误差的原因是多方面的, 包括计量系统内部人为接线错误或使用不当、零部件机械损耗造成使用寿命缩短、受其他未知因素如磁场长期影响等。当电能表出现故障时, 轻微故障可能导致电量计量不准、精度不高, 严重时可能造成磁铁永久退磁、电能表内线圈烧毁, 出现整体不可逆的损坏。

3高压电力计量系统故障原因分析

3.1自然原因

电力计量是对用户用电量的科学合理统计, 该工作的核心仪器是电能表。一方面, 由于电能表存在生产质量不达标或在长期使用过程中敏感性降低等现象, 使其精密度下降, 甚至停止工作, 从而会导致高压电力计量系统出现故障;另一方面, 如果电能表资料信息不完整, 也可能引起计量误差, 如:目前电力计量工作大多采用抄表这一形式完成对用户用电量的统计, 但实际上当电流互感器或电压互感器出现失灵、接触不良等情况时, 也会影响电力计量的准确度。

3.2人为原因

接线错误会导致电能表电流、电压故障。此外, 接线端子数量增加后极易出现松动或锈蚀, 这些情况都会造成电流无法正常流入电力计量系统, 从而严重影响电能表计量的准确度。另外, 计量系统或装置设计不够科学、接线没有通过编号或颜色来进行区别等原因, 也很容易造成接线错误或不到位, 影响电力计量系统的准确性, 而且这种误差也无法及时进行修正。

4高压电力计量系统故障的检测

4.1电压回路故障检测

4.1.1失压记录检测法

失压记录检测法一般用于采用远程抄表方式的计量系统。采集器自动检测三相电压值, 如果存在某相电压低于额定电压的30%, 这种情况下, 可以认为出现了失压, 系统将记录失压的次数和时间。

4.1.2电压阈值检测法

测试电能表的相电压、相电流和功率因数等, 根据数据判断是否有故障发生, 并根据故障的不同形式采取不同的检测方法。当电能表的某相电压低于额定电压的60%时, 即可认为出现了故障。采用电压阈值检测法时, 不要让负荷降为零, 以有效避免将停电误判为窃电的情况, 还可以通过电压线圈是否有电流来判断计量系统是欠压故障还是停电事故。

4.2电流互感器检测

电流互感器检测的思路是:通过相位关系来判断故障, 当系统正常时, 相位差是较稳定的。一旦电流互感器极性连接出错, 相位差会发生改变。综合分析, 这种方法较为简单, 测量的参数也不多, 在回路之间连入电阻, 通过测量电阻两端的电压就可以判断系统是否存在故障以及故障的类型。

4.3六角图检测

六角图检测是一种比较简化的检测方法, 先画出一个标准的六角图, 然后根据相应的测试值与标准六角图上的值进行对照, 从而确定故障。这种方法较为简单, 但是需要测试7个参数。

4.4接线识别检测

接线识别检测是基于电压信号相位、电流信号相位以及虚拟电压和虚拟电流相位, 实现所有48种接线方式的识别。这种检测方法的基本思想是通过测量相位之间的关系来确定接线模式的问题, 其缺点是过程较为繁琐。

4.5电能表检测

电能表检测分为两个步骤, 先判断是否接错线, 再判断接线方式是否合适。通过短期负荷预测法来判断是否存在接线错误, 根据电力系统的历史负荷情况在一定精度下预测未来某特定时刻的负荷值, 通过建立矢量模型将电能表的数据转换为矢量数据, 从而判断接线方式是否存在问题。

5结语

高压电力计量系统由电压互感器、电流互感器、电能表等构件组成, 这些构件任何一个部位出现问题都将导致计量系统出错。因此, 电力计量系统故障种类繁多, 给故障分析和检测带来了困难, 也成为了研究的热点问题。本文通过对高压电力计量系统常见故障进行分析, 提出了相应的检测方法。

参考文献

[1]贺勇.浅谈电力计量系统的故障与检测[J].中国高新技术企业, 2013 (25)

[2]郑燕.浅谈电力计量系统的故障与检测[J].科技创业家, 2013 (24)

高压电力计量系统故障分析与建模篇7

1.高压电力计量系统的工作原理

高压电力计量系统主要是由四个部分组成,分别是电流互感器、电压互感器、二次导线以及电能计量表组成。在高压电力计量系统实际应用过程中,无论四个环节哪部分出现故障,都会造成整个高压电力计量系统的故障。在电能计量中,主要是计算通过电能计量表的负荷电流,来进行用户用电量统计的。电流会随着负荷的大小改变而改变,如果采用电流互感器对电路进行分流工作,就无法对于得知用户的电流是因为分流还是负荷所减小的。

2.高压电力计量系统故障原因及类型

2.1高压电力计量系统故障原因

电能是不断进行计量的数据,仅仅是一个微小的误差,就很可能在积累中对于电能数据造成重要的影响,出现误差对于电力企业以及用户来讲都是重要的损失。导致高压电力计量系统出现故障的因素有很多种,电能表接线的错误会造成电能计量错误;电流互感器出现短路也能造成电能计量不正确。

2.2高压电力计量系统故障类型

(1)电压类型故障。电压引起的高压电力计量系统故障,主要是由于电压在接线是发生错误引起的。某相断开就可能造成失压,进而引起电力计量错误;某相电压短链接不紧,也可能造成欠压现象,引起计量失误。

(2)电流类型故障。电流故障主要是指在接线中,通过电流的接线处出现问题引起的故障。在实际运行中,如果电流电路出现短路或者虚接,都很有可能造成电能表计数不准。

(3)移相类型故障。如果电能表的正常接线方式被改变,就很可能造成电能表的相位发生改变;在同一相位接入电流或者是电压,也会造成相位的异常,这种移相的出现都会影响电能表正常计数,从而导致高压电力计量系统故障。

(4)扩差类型故障。这种故障类型出现一般都是人为的原因,是由于电力计量系统的计量误差变大而出现的故障,这种故障一般都是由于人为窃电所造成的。如果用户私自拆开电能表,改变其性能结构,就会造成扩差故障。经过外力作用改变电表计量误差,也会造成高压电力计量系统故障。

(5)分流类型故障。如果电流不经过电能表电流,或者只是有部分电流经过电能表,就可以在很大程度上较少电能表计数,这种故障出现也大多是人为因素造成的,在电能表进行接线之前就对电能回路进行分流就可以造成分流故障的出现。

3.电力系统故障具体分析

一般是依据保护装置的实际需求来决定电流互感器的一次电流。那么一次设备的额定电流则需要根据三相短路动稳的大小与热稳电流的大小来选择,客观上来讲电流互感器的额定一次电流是需要依变压器的额定容量来决定。但是人们在选择时,必须还是要有一个上限,保证电流互感器的变比不会发生大幅度的变换,从而达到继电保护的稳定性和计量的准确性要求。同时也要警惕由于电流互感器的配置等级太低导致准确性降低。对于电能计量装置的质量性能要心中有保障。

在电压互感器的二次回路连接时出现隔离开关等辅助接点。这样导致了二次回路中的接线端子越来越多。后果就是接线端子开始容易松动或者端子被锈蚀,如此便很容易造成二次容量的选择不合适比如最终选择的容量与实际能接受的二次负载不同等,从而削弱了二次回路将低电压的性能。

还有就是在设计电能计量系统的计量时,设计的二次回路导线截面过于狭小,且每一回路中又缺乏编号或者颜色用来区分。另外在计量二次回路中间的过渡时选择的端子排,使得整个电力计量系统要在后期的维护上花费很大的时间与精力而且极不方便,而且这样又非常容易造成电压互感器的二次短路或开路。同时在计量系统的运行过程中,有些计量电压二次回路则会因为失压然后报警,与此同时失去计时的功能,最终没有办法及时更新与改正计量上产生的差错。

4.故障建模分析

4.1流拓扑元件的分类

在建模过程中可使用母线作为这个流拓扑网络的中心纽带,并将所连接的原件分为三类,分别是:(1)由发电机、接地原件、负荷以及母线等所组成的端口元件;(2)由开关、电容、电抗、线路以及双向变压器等组成的双端口元件;(3)由三相变压器等组成的多端口元件。

4.2构建有效潮流节点集合

在拓扑的建模过程中,如果想要做到对于多个独立的项目进行潮流的分析工作,就要做到多以每个节点都可以进行自行编号的工作,保证每个节点所属于的独立的项目都包含有有效地独立节点信息,并且要保证可以将每个节点包含的信息保存到每个潮流节点的合集之中。在每个独立的项目中,系统在进行搜索的时候,平衡节点都是其默认的起点,在进行搜索算法分析的时候,可以一个个的找到平衡节点所关联的节点信息。

4.3构建潮流导纳矩阵

潮流集合是包含许多有效节点信心的合集,所以系统也会在其中自行建立多个不同的复数导纳矩阵,在矩阵之中默认元素是零,在系统对于潮落集合中的每个节点进行操作时,可以通过每个不同节点,搜索不同原件的信息,然后依据每个元件的不同参数修改矩阵中对应的元素。比如如果搜索的节点是PQ3节点,此节点连接的线路如果是线路A、线路B以及电抗器、三相变压器四个元件,这四种不同原件对于此节点都会形成不同的导纳行。

4.4构建P、Q、V矩阵

在建模的过程中,只有满足了潮流拓扑的需求,才能保证系统自动形成可靠的实数矩阵,并以此矩阵来保护电压的节点。在实际应用中,无论哪种矩阵都是通过对于不同节点进行定位来进行元件的搜索的。所以如果乐意在拓扑中构建P、Q、V的矩阵,就可以很好地定位节点坐标,完成搜索工作。

5.结论

能造成高压电能计量系统出现故障的因素有很多,如何减少其故障出现,是电能企业需要长期研究的问题。只有电能企业不断地对管理系统进行优化,了解高压电力计量系统出现故障的原因,并对症下药,才能更好地减少高压电能计量系统出现问题的几率,保证电能企业的正常收益,促进国家经济进步。

参考文献

[1]石新利,杜玺峰,闫影,奚磊,李启林.电能计量装置电流回路相间短路或一相短路的分析与计算[J].电测与仪表,2010(05).

高压电力电缆故障分析篇8

1 加强高压电力电缆故障分析的重要性

电力企业中, 电网的发、输、配环节, 电力电缆举足轻重的作用日益凸显。其中, 橡塑绝缘高压电力电缆的功效被国民认可, 并大受青睐, 然而, 在面对使用数量的逐渐增多的态势下, 高压电力电缆一旦发生故障, 就会引起一系列严重的后果, 而且很有可能在短时间内发生大面积停电事故, 影响到供电、配电系统的正常稳定运行, 因此, 就必须加强高压电力电缆故障的分析工作, 以免在电力电缆发生故障时引发人生安全事故。当发生高压电力电缆故障时, 一般来说, 故障原因和具体的故障点都比较难以被查找, 这在一定程度上对及时抢修和恢复工作造成巨大的难度, 还会对人力、物力、财力资源造成不必要的浪费。

2 国内当前阶段高压电力电缆故障的原因

由于高压电力电缆具有运行时间长、承担负荷大等特点, 极易受到外界的因素影响, 因此, 往往会发生故障问题, 下面就质量、运行、施工等方面简要分析高压电缆发生故障的原因所在。

2.1 质量问题

目前在高压电力电缆故障方面, 问题、故障频发的就是电缆自身的质量问题, 由于高压电缆的设置在露天受到阳光直射的位置, 极易受到天气的影响, 在此环境中, 长此以往, 电缆内部及其容易受到湿气的浸染, 不仅无法保证其绝缘功能正常发挥, 而且还比较容易发生击穿事故, 一旦发生重大故障, 势必会对人身安全和电力能源造成威胁。

2.2 运行问题

由于国民日常用电量的不断增加, 高压电力电力一直都会保持运行的状态, 再加上长期暴露在空气中, 受到太阳等其他高温的物质以及高压电缆超负荷运行自带的热量, 严重损害高压电缆的使用年限, 从而致使高压电缆老化, 降低绝缘性, 往往容易引发击穿事故, 对电力电缆安全运行埋下巨大的安全隐患。另外恶劣的运行环境、有毒气体、高温高冷都会对电缆的运行产生影响, 使电缆故障发生率增高。

2.3 施工原因

随着国家大力发展电力事业, 对地方电力基础设施建设也给予大力支持, 然而, 在建设的过程中, 电缆未能找到有效安装一直是电力企业及相关管理部门最为头痛的环节。电缆施工质量不高的主要原因有: (1) 现场条件比较差, 电缆和接头在工厂制造时环境核工艺要求都很高, 而在施工现场温度、湿度、环境灰尘都不好控制了。 (2) 电缆安装施工过程中, 安装施工人员往往不会严格按照施工规范进行施工, 在施工过程中, 电缆由于拖拽等人为的影响会发生表面破损、连接处不严密、导体接触不良的问题, 在很大程度上严重影响电缆的使用年限和绝缘性能, 不仅影响电缆的使用寿命, 而且还严重影响电缆安全运行。

3 高压电力电缆试验方法

目前国内针对于高压电力电缆的故障原因和抢修给予高度重视, 如何增强电力电缆效能, 提高绝缘性能, 延长使用寿命, 使其具备抗高温、有毒气体的性能成为国家电力企业和社会科研学者关注的焦点之一。目前, 对高压电力电缆进行实验的主要方法便是交流耐压法。

3.1 振荡电压试验

用直流电源给电力电缆进行有效充电, 当达到试验电压的标准后, 进行放电间隙击穿后, 通过电感线圈进行集中放电工作就是振荡电压试验。该试验对电缆施加为khz级别的衰减震荡波电压, 成为电缆线路试验方法的一种有效途径。

3.2 谐振耐压试验

谐振电压也被业内成为串联谐振。其方法一般都被应用于试验品不能满足试验电压要求方面, 其具备较大的电流容量, 可以满足任何被试品对电压的需求。串联谐振耐压试验方法主要是通过改变试验系统中的电感量和实验频率, 将回路一直保持在谐振的状态, 其的体积较小、重量较轻、便于携带、成熟的理论资料、低廉的价格、适用面广的优点, 值得一提的是, 其所需要的实验仪器也比较繁多, 因此, 在业内一直被称为优点和缺点并存的实验方法。

4 目前国内电缆实验方法中的问题

国内当前阶段, 针对于高压电力电缆试验的过程中, 直流耐压存在的问题和缺陷较为严重, 主要表现是:

(1) 在交流和直流双重电压的作用下, 橡塑绝缘高压电力电缆的绝缘层存在一定的电场, 而其分布的情况也完全不同, 但相对稳定。在这种情况进行电力电缆试验, 根本不能充分反映出问题的具体位置和原因, 有缺陷和有问题的元件不仅不会被电压击穿, 而且被击穿的部位还不会发生任何问题的反映。

(2) 一般情况下, 电力电缆的质量问题主要是生产设备不配套、质量管理不严格造成的。类似橡塑绝缘高压电力电缆的绝缘层发生的问题, 在进行直流试验时, 就会发生积累效应, 随之增加老化的现象, 造成高压电力电缆的使用年限将会不断缩短。

5 加强高压电力电缆故障和实验方法管理的措施

5.1 加强高压电力电缆故障措施

(1) 提高电力电缆故障重视度

电力企业以及地方电力供电部门应加强对电缆故障的重视程度, 并派遣专业的检修人员对高压电力电缆进行日常检修和维护, 要严令检修人员对电缆每天的运行数据进行备案记录, 方便电力企业及地方供电部门领导进行定期安全检查, 从而增强电力电缆使用质量和使用年限。另外, 加强对高压电力电缆的正确施工管理, 对经常发生故障的地段, 检修人员要加强巡视和检查。

(2) 加强供电部门与抢修部门的联系

为了能够有效保障电力事业积极、健康发展和满足国民对电力能源的需求, 电力企业就必须加强部门之间的沟通合作, 并通过集体会议进行有效协调, 在会议上要明确电力电缆的施工规范和注意事项, 从而提高施工单位在施工的过程中, 加强对电缆设备的保护。

(3) 做好日常电缆工作的技术交底, 明确作业范围和任务, 确保安全施工。

(4) 加强安全施工的宣传工作力度, 提高施工人员和国民的安全意识, 对人们进行高压电缆作用和破坏后造成的严重后果相关知识的普及。

(5) 加强电力电缆管理。全面提高思想认识, 建立和完善管理制度, 和内业档案资料系统, 成立独立部门, 便于检查人员进行巡查工作, 防止施工单位对电缆施工安装成本进行弄虚作假、虚报的行为。

5.2 试验方法的有效措施

(1) 提高电力电缆试验员的综合素质

作为高压电力电缆实验的关键核心, 试验人员必须要掌握相关的专业技术, 和较强的心里素质和水平, 因此, 电力企业必须加强电缆试验员的专业技术和思想素质的培养, 使试验员可以适应和满足电力电缆实验工作的发展需求。

(2) 提高电力电缆试验员的责任意识

为了保证电力电缆试验工作的顺利进行, 从而实现国家电力企业高效、稳定、持续的发展目标, 就必须加强电力电缆试验员的责任意识管理, 从而提高其试验的水平和能力, 进一步推动国家高压电力电缆试验工作的进展。

(3) 加强高压电力电缆试验机构的联系, 借鉴西方试验方法, 并予以实践进行有效研究。

6 结束语

随着高压电力电缆的性能被挖掘, 其的应用也越发广泛, 因此, 国内电力企业必须加强电力电缆故障原因分析的研究, 优化试验方法, 从而推动国家电力系统和企业的安全、有序、稳定持续发展和运行。

参考文献

[1]卞佳音.高压电力电缆故障监测技术的研究[D].华南理工大学, 2012.

高压断路器故障分析与处理篇9

【关键词】高压断路器；故障分析；应对措施

引言

电力系统正常运转与否直接受到高压断路器的影响，当电网出现运行故障时，高压断路器会第一时间将电力切断，避免故障范围的扩大，后期的抢修工作才能顺利展开。如果高压断路器出现故障不能正常运行，电力不能第一时间切断，造成电力故障的进一步扩大。这是因为电力在现代生活中扮演着非常重要的角色，一点出现电力故障造成的损失是没有办法计算的。所以电力工作人员应该掌握一些常见的故障排除以及检测方法，这样才能在高压断路器出现故障的时候第一时间将其解决，将损失降到最小。

1、高压断路器常见的故障分类

高压断路器的组成结构中有三个非常重要的部分，分别是灭弧元件、操动机构以及控制回路的原件，这三个部分也是最容易出现故障的，大多数时候是因为断路器本身的漏油故障引起的。在电力系统使用過程中，高压断路器经常出现的故障大致可以分为以下几种，如表1所示高压断路器常见故障分类及原因分析所示。

2、高压断路器故障原因详细分析

2.1高压断路器拒绝合闸。高压断路器在进行合闸或者重合闸的时候，往往会因为电器或机械故障的原因出现拒绝合闸的情况。根据诱发拒绝合闸的原因分析，可以将其归类为五种，如表2所示。

当高压断路器出现闭合故障的时候，要如何才能判断出现闭合故障的原因，通常有以下几种方法：判断电源运转是否正常；检查回路熔丝的运转是否正常，熔断器是否正常工作；接触器的触点是否正常；排除人为原因，检查控制开关以及隔离开关；直接将控制开关归零，观察合闸铁芯是否正常工作，如果已经将开关归零，那就说明电气方面没有问题；最后就是排除法，检查排除电气方面问题后，就可以大概确定问题在机械方面了。

2.2高压断路器拒绝跳闸。高压断路器拒绝跳闸引起的危害要远远大于拒绝合闸，这是因为当断路器出现拒绝跳闸故障的时候，会造成上一级断路器出现故障，这样所造成的危害范围更加广泛，所以对于高压断路器拒绝跳闸的故障要更加重视。断路器出现拒挑的原因一般情况下有两种：操作结构机械部分障碍以及操作回路电气故障。

2.3断路器误跳。当高压断路器出现非短路故障的时候可能会出现误跳情况。所谓的误跳指的是信号指示正常但已发生跳闸。

2.4密封出现问题。高压断路器中所谓的密封失效指的是漏油以及漏气等情况，出现这种情况的是因为包裹阀门或者活塞的密封材料发生泄漏，其根本原因为材料质量不达标或工艺水平不够。

2.5断路器运转温度过高

断路器的发热由两部分原因构成：外部和内部发热系统。其原因如表3所示。

3、高压断路器故障的处理措施

3.1合闸故障处理措施。首先要判定是机械故障还是电气故障，判定好是那种故障也就能找到相应的解决方案，一般的处理步骤是：①首先判断是什么原因造成断路器跳闸，确定是线路问题还是预伏故障线路上的原因，如果可以判断是线路问题直接选择在故障的区域投断路器。②根据断路器的类型采取相应的检测方法，如遇见油断路器或者真空断路器的时候要首先考虑的是油压，气压是否正常，相关的指数是否在正常的范围之内，如果地域合闸所需的数值不正常就要首先看看是不是能够恢复油压或者气压，把数值控制在正常的范围之内。③如果操作员违规操作或者操作步骤出现失误，就首先考虑检查合闸的保险是否烧掉，控制的开关是不是因为复位速度过快造成故障，再有就是看看转换开关是否异常。

3.2拒绝跳闸处理措施。高压断路器的拒绝跳闸现象出现的频率比较大，就高压断路器的使用功能来说，一旦出现拒绝跳闸，电气设备会最直接受到影响或者损毁，进而造成大面积的停电现象，造成的经济损失是无法估量的，对于出现拒绝跳闸的现象，维护人员处理问题的速度必须要快，这就要求具有专业的知识和过硬的技巧支撑。

3.3误跳故障处理措施。当断路器出现误跳故障时，要判断引起误跳的原因：若是工作人员误碰、错误操作以及受机械外力等原因引起的，应该在排除断路器故障之后立即申请送电；对其他电气或机械部分故障，无法立即恢复送电的，则应联系调度及汇报上级主管部门，将“偷跳”或“误跳”的断路器转检修。

结束语

电力系统实际运行过程中，有很多原因都可以引起高压断路器故障，所以当出现故障问题的时候，要在第一时间确定引起故障的原因并及时采取维修措施。这有这样，方能将断路器故障引起的损失降到最低，所以每一个电力工作者都需要认真对待高压断路器故障问题，避免因为疏忽或处理不及时造成更大的损失。

参考文献

[1]盛莉.加强高压断路器设备管理预防常见事故发生[J].现代企业，2008（10）

高压终端电缆头故障原因分析及对策篇10

一、高压终端电缆头的故障原因分析

与电缆本体相比, 电缆终端是薄弱环节, 约占电缆线路故障率的95%。由于电缆头制作、接线施工工艺存在多个中间导体连接环节, 连接点接触电阻过大, 温升加快, 发热大于散热促使接头的氧化膜加厚、连接松动或开焊, 进而接触电阻更大, 温升更快。如此恶性循环, 致使接头的绝缘层破坏, 形成相间短路、对地击穿放电或着火, 最终引发电缆头着火烧毁或爆炸等。通过对莱钢生产系统中近几年发生的实际电缆头运行故障进行深层次原因分析, 连接点接触电阻增大、接头发热是最终造成电缆头故障的主要原因, 而造成接触电阻增大的主要原因有以下几点。

1. 电缆头制作过程中连接不良:

(1) 连接金具接触面处理不好。无论是接线端子或连接管, 由于生产或保管的条件影响, 管体内壁常有杂质、毛刺和氧化层存在, 这些不为人重视的缺陷, 对导体连接质量和绝缘带的缠绕质量等有重要影响。不严格按工艺要求操作, 就会造成连接处达不到规定的电气和机械强度, 甚至使绝缘带被扎伤。实际运行证明, 压接金具与导线的接触表面越清洁、抗金属氧化措施愈到位, 在接头温度升高时, 产生的氧化膜就越薄, 接触电阻Rt就越小, 连接点部位的电气和机械强度性能就越好。

(2) 导体损伤。由于电缆的绝缘层强度具有较大的剥切困难, 环切时施工人员用电工刀环剥, 有时用钢锯环切深痕, 因掌握不好剥切度而使导线损伤, 在线芯弯曲、压接蠕动时, 会造成受伤处导体损伤加剧或断裂, 压接完毕不易被发现, 造成受损伤的电缆线芯在运行中因截面减小而引起发热严重。

(3) 导体连接时线芯不到位。导体连接时绝缘剥切长度要求压接金具孔深加5mm, 但因零件孔深不标准, 易造成剥切长度不够, 或因压接时串位使导线端部形成空隙, 仅靠金具壁厚导通, 致使接触电阻增大, 发热量增加。

(4) 连接金具空隙大。目前, 市场上供给的电缆接头连接金具, 从理论上讲其截面与电缆线芯的有效截面是一样的, 但从运行实际比较, 二者的压接效果相差甚远。由于连接金具内外壁之间的厚度差异, 导致电缆线芯与金具内径间出现一定空隙, 压接后达不到足够的压缩力, 造成接触不良。

(5) 产品质量差。假冒伪劣金具不仅材质不纯, 外观粗糙, 压后易出现裂纹, 而且规格不标准, 有效截面与正品相差很大, 根本达不到压接质量要求;在正常情况下运行发热严重, 负荷稍有波动必然发生故障。

(6) 截面不足。当前莱钢各生产系统中使用的电力电缆多为交联电缆。以ZQ-3×240油纸铜芯电缆和YJV22-3×150交联铜芯电缆为例, 在环境温度为25℃时, 将交联电缆与油纸电缆的允许载流量进行比较得出的结论是:ZQ2-3×240油纸铜芯电缆可用YJV22-3×150交联铜芯电缆替代。在对上述两种类型的电缆分别进行电缆头制作时, 正常情况下必然分别选用与之规格相匹配的连接金具, 从而出现了连接金具的截面差。由此可见, 连接金具截面不足可能是交联电缆接头发热的一个重要原因。当前, 连接金具的选型和使用有待进一步研究分析。

(7) 电缆终端头金属屏蔽层、铠装层与引出接地线之间连接不可靠, 存在连接点导线缠绕不牢固、虚焊现象, 接触电阻增大, 电气和机械强度降低。在中性点不接地系统中, 电缆线路的运行特点, 导致该部位存在一定的对地容性电流通过, 连接点温度异常升高, 接触电阻更大, 热积累因素的存在, 最终引发该部位着火。

2. 电缆头接线工艺不良:

(1) 电缆终端三芯分相以下在支架上安装固定不牢固或不固定, 电缆头自身、电缆头与外设设备连接点遭受额外的下拉力及机械挤压等, 诱发了有效连接松动、变形等异常因素出现而导致连接点接触电阻增大、绝缘强度、机械强度故障发生。

(2) 电缆头部位三相电缆线芯弯曲半径不够, 导致电缆线芯和电缆头绝缘附件机械损伤, 甚至部分线芯及绝缘附材被折断, 必然会导致电缆头运行中局部出现发热、绝缘强度降低等故障。

(3) 电缆头接线鼻子与外设接线母排等连接时, 连接工艺不良。

(1) 电缆头接线鼻子与外设接线母排连接部位不在同一平面上。受电缆头线芯、接线鼻子、母线排机械强度的影响和制约, 导致接线鼻子和母线排压接过程中产生相互间的应力推而无法保障接触面在同一平面上, 接线鼻子反翘, 接触面之间产生一定的空隙而引起接触电阻增大, 运行中产生过热或温升异常现象。

(2) 连接材质及表面工艺处理不同, 没有采取一定的铜铝过度或表面镀锡、镀银、镀锌、压花、清洁度、平整度等工艺处理措施而直接进行了连接。引起接线鼻子、母排、螺杆、螺母等连接金具表面之间产生氧化膜, 由于表面存在毛刺而使接触面之间产生一定的空隙等, 增大了接触面电阻, 运行中产生过热现象。

(3) 连接面接触压力不够。受接线鼻子、接线母排等螺母连接开孔数量、开孔大小及使用连接螺杆、螺母、垫圈规格等因素影响, 引起有效接触面承受不同的连接压力而导致接触电阻增大, 运行中产生过热现象。

(4) 连接面容量不足。

(5) 电缆头屏蔽、铠装层引出接地线接地不良。由于接地线接地连接时不可靠、接地电阻过大等因素, 导致电缆对地产生零序容性电流时, 该部位温升异常或对地放电产生电火花, 当热积累达到一定值或电缆头绝缘强度劣化到最低许可值时, 引发电缆头着火、短路等。

3. 电缆头运行环境不良:

(1) 根据电磁热效应原理, 电缆头在运行中必然消耗一定的电能而产生一定的热量, 由于通风散热不良等原因, 引起电缆头运行局部环境温度的异常升高, 最终引发电缆头故障。同时, 由于采取防尘、防火、防潮、防化学腐蚀、防小动物、防高温等措施力度不够, 电缆头维护、管理不及时、不到位等因素, 影响了电缆头的使用寿命, 诱发了电缆头运行温度高、绝缘强度降低等异常因素产生。

(2) 随着莱钢供配电网络结构的日趋庞大和复杂化及降低雷电过电压侵害措施的逐步实施, 电力电缆线路和非线性用电设备迅速增多, 改变了系统中L、C的运行参数, 致使系统中发生铁磁谐振的几率升高, 甚至局部网络结构落入谐振区内;由于串联谐振或并联谐振产生的过电压和过电流因素, 加剧了电缆头的绝缘劣化速度, 最终导致电缆头故障增多。

(3) 莱钢35kV、10kV、6kV供配电系统均为中性点不接地网络结构, 随着发电设备、用电设备的逐步增多, 其供配电网络结构更加复杂, 致使双回供电线路的电气运行方式调整更加困难;当系统中发生单相接地时, 在不能准确确定故障线路而采取拉路停电方式查找故障的情况下, 必然迫使相应的发电、用电设备运行方式进行随即调整或停运, 倒闸操作过电压的频次大大增加, 增大了电缆头遭受操作过电压冲击的次数和绝缘劣化速度, 最终导致电缆头故障增多。同时, 系统中对地容性电流的增大, 增大了单相弧光接地过电压的幅值和消弧难度, 即便是系统中安装、配置了消弧消谐及过电压保护装置, 但弧光接地故障二次复燃和短路停电范围扩大事故发生的几率仍然会大大增加。

二、防范措施

为有效遏制终端电缆头事故的发生, 提高电缆头的运行质量, 必须加强以下几个重点环节的管控和监督。

1. 高压电缆头导体连接时, 各连接部位的接触面要保

持平整, 应力推现象最小, 接触点的电阻要小且稳定, 与同长度同截面导线相比, 对新装的电缆终端头, 其值要≤1;对已运行的电缆终端头, 其比值应≤1.2;接头的机械强度不小于同截面导线的80%;焊接时, 应防止残余熔剂熔渣的化学腐蚀;铜、铝导线相接时, 应采用铜、铝过渡连接管, 并采取措施防止受潮、氧化及铝铜之间产生电化腐蚀;接头恢复的绝缘强度应与原导线一致。

2. 电缆头附件规格与电缆规格一致;附件应完整, 无损伤或锈蚀现象。

3. 电缆终端三芯分相以下在支架上固定安全、牢固, 电缆及附件不受下拉力及机械挤压等。

4. 电缆终端头的引出接地线缠绕牢固、焊接可靠、接

地良好;对于穿越零序电流互感器的引出接地线必须采取一定的绝缘防护处理。一方面, 防止电缆线路流过较大故障电流时, 在金属护套中产生的感应电压可能击穿电缆内衬层, 引起电弧, 甚至将电缆金属护套烧穿;另一方面, 防止中性点不接地系统中, 由于焊接点部位接触电阻增大、接地线接地不良等, 当其运行中对地不平衡容性电流在不能有效流入大地时而引发的电缆终端头三叉口处局部过热、着火等现象发生;再一方面, 防止穿越零序电流互感器的引出接地线出现两点及以上重复接地现象而引发继电保护或小电流接地选线装置拒动或不能准确选线故障出现。

5. 终端电缆头与外设连接后, 其三相电缆头线芯的弯

曲半径必须在许可的范围内, 严禁电缆线芯因强行弯曲遭受机械折伤, 甚至部分线芯及外绝缘材料被折断。一般, 交联聚乙烯绝缘电力电缆线芯的弯曲半径为截面直径的15～20倍。

6. 终端电缆头与外设进行垂直连接时, 其三相分叉头与

外设接线端子、母线排应保持在同一平面上, 避免连接部位出现机械应推力, 增大连接面的接触电阻, 降低载流量等。

7. 并列敷设的终端电缆头与外设连接时, 其接头的位

置应相互错开;电缆明敷时的电缆接头, 应用托板托置固定。直埋电缆接头盒外面应有防止机械损伤的保护盒 (环氧树脂接头盒除外) 。

8. 电缆头三相分叉以外的电缆进行固定时, 要使用专

用的钢制热镀锌固定件, 避免电缆头遭受下拉力、电缆紧固部位出现机械勒痕和损伤。

9. 电缆线芯连接金具, 应采用符合标准的连接管、接

线端子或接线鼻子, 其内径应与电缆线芯紧密配合, 间隙不应过大;截面宜为线芯截面的1.2～1.5倍。采用压接时, 压接钳和模具应符合规格要求。

1 0. 改善电缆头的运行环境:

(1) 高压电缆头在有可能受到机械性损伤、化学作用、地下电流、振动、热影响、腐蚀物质、虫鼠等危害的环境里运行时, 应采取加强绝缘、防火封堵、隔热等有效隔离保护措施。