高压电力电缆故障原因及对策分析

摘要：对高压电力电缆出现故障的原因进行分析，是电力部门必须把握的重要问题。只有认真分析高压电力电缆出现故障问题的原因，才能针对性提升高压电力电缆试验方法以及检测技术的专业性。近年来，随着我国的城市化发展和工业化建设，在有限的区域内，高压电力电缆的数量不断增加，导致这些地区的电缆之间的绝缘状态不断降低，极易发生故障问题。而通过系统的故障分析，并配套以科学的试验方法及检测技术，才能做到对高压电力电缆故障问题的“防患于未然”，确保其运行的安全性与稳定性。

关键词：高压；电力电缆；故障原因；对策分析

1.高压电力电缆故障发生的原因分析

（1）运行原因。高压电力电缆在进行电力输送过程中，一直保持着持续的工作状态，因此长期负担着较大的电能电量，加之一直暴露在外部环境中进行电力能源的输送，长期受到外部环境的侵蚀，因此导致其在运行中出现一定的问题。例如，当遇到外部环境温度过高时，高压电力电缆自身的热量逐渐升高，这样就会对电力电缆的正常运行造成一定的影响，甚至还会严重损害高压电力电缆的使用寿命。此外，严寒、暴雨等极端恶劣天气也会对高压电力电缆的安全运行造成一定影响，加速其外表绝缘层的老化，缩短其使用寿命，并导致电缆运行安全隐患的发生。

（2）电缆受自然作用影响导致性能下降。众所周知，高压电缆一般会布置在自然环境中，经常会受到极端自然气候的侵蚀。比如太阳光的长期直射，会导致电缆的外部绝缘受损；强烈的雨雪天气、雷暴天气、温度的骤然变化等都会产生负面作用，最终令电缆的绝缘性能下滑。针对这种情况，除了定期巡检、对性能已经严重下滑的电缆进行更换之外，只能寄希望于电缆生产商能够寻找到抗侵蚀性能更加优秀的材料。

（3）质量原因。质量问题是导致高压电力电缆发生故障的主要原因之一，根据相关统计结果显示，这一原因导致的高压电力电缆故障问题占据着较大比重。由于设置成高架线路的高压电力电缆，长期在阳光下和空气中，经受着各类天气状况的考验，时间一长，就会在外界严酷的环境下出现质量下降的现象，而其内部的线芯也会在潮湿的空气影响下出现损坏的情形，进而导致故障问题的发生。而深埋于地下的电缆，也会受到同样因素的影响，导致电缆外部的绝缘功能逐渐失效，甚至发生击穿事故，一旦出现严重的故障问题，不仅会直接威胁到电力输送的安全性和稳定性，还会威胁人身安全，造成不良的社会影响。

（4）电缆通道内的监控故障。近年来，有线在线远程监控系统得到了广泛应用，极大地节省了巡逻工作的资源。然而，一些监测系统在操作和维护高压电缆时遇到困难。根据多年的运行和维护经验，笔者得出结论，高压电缆在线监测系统故障的主要原因是高压电缆在线监控系统被电缆管道水淹没。

2.高压电力电缆试验方法

（1）二次脉冲法。二次脉冲技术结合了闪络技术和低脉冲反射法，是一种精度高、应用范围广的技术。该方法是对高电阻或闪络故障的电线施加低脉冲高压，并在事故时发生电弧放电。因为低弧光辐射电阻值极小，所以在燃弧瞬间将原来高阻失效的闪络型失效转为低阻失效，此时利用耦合器再投入一次低压脉冲信息，标记下事故处的反射波形；当火灾波形完全熄灭之后，再向导线上发送一次低压脉冲信息，标记下此时的反射波形，因事故电阻已回归到高电阻，因此低压脉冲信息对事故处无明确的反射波形。将二个反射波形加以对比，发现在故障处附近有明确的分叉处，就可以方便地确定故障点所在。二次脉冲法的优点是：由于电路接线比较简便，而且安全系数很高，因此可以利用仪表对故障点进行自动统计和诊断，因此具有很大的智能化水平。弱点是：所使用的设备时间相对较长，在击穿故障的处理过程中，要耗费较长时间，对二次脉冲法进行检测的困难度很大。

（2）热延伸试验。热释放是高压电力电缆在传输过程中使用的常见现象。热延伸试验流程如下：①设定试验环境温度，将试验样品放置在200℃的烤箱中进行加热，并根据要求在样品上悬挂一定重量的物品，加热时间持续10min；②待完成加热后，在室温环境下取出试验样品，等待其自然冷却，当样品温度与室温相同后，再测定试验电缆长度。电缆试验前后，其长度相同，表示电缆无延长现象出现，即使输电过程中受到高温影响，也不会破坏电缆的热延伸性能。高压电力电缆的热延伸性能若被破坏，必然导致绝缘层交联度降低，将无法保证此时的高压电力电缆能够在输电过程中正常使用。

（3）脉冲电压法。脉冲电压法主要应用于闪络式故障和高阻故障，一般包括直闪法和冲闪法两类。其技术原理是首先给线路接通，运用的高电压和低直流电压变化之后，再检测到所产生的高电流脉动通过故障点和输出点之间的位置，从而完成对故障点的测距。直闪法一般检测的是闪络式高阻故障；冲闪法一般检测的是泄漏性问题和闪络的高阻问题。脉冲电压法的优点是：只要有处在高压状态下的放电过程中，就能够利用这个技术对故障点加以探测，既没有击穿性问题，也不影响电缆的原始数据。弱点是：可靠性很弱，易窜入高压现象，对检测数据的精度也很低。

（4）鉴定试验。高压电力电缆的鉴定试验主要包括两个方面：一是振荡电压试验。实际测试时，应先给电缆通电，达到规定的电压标准后再放电。若高压电力电缆自身有问题存在，在通电期间必然会出现被击穿情况。该试验方法的原理是，电感线圈集中放电，致使高压电力电缆的电压瞬间增大，将直接危害使用过程中的电缆。因此，通过对其开展振荡电压试验，发现威胁高压电力电缆正常使用的风险因素，有效规避潜在风险隐患，确保输电过程中的高压电力电缆始终保持良好工作性能。二是，谐振电压试验。该试验方法主要测定电缆各项指标，如耐压程度；在实际试验过程中，根据试验要求设定对应回路频率，回路时有一定谐振产生，在此基础上结合当前电压值开展耐压试验，确认高压电力电缆的耐压标准是否达到规定要求。因谐振电压试验开展涉及到设备类型较多，且试验方法发展成熟度较高，可以充分满足试验各项要求；但要注重相关设备选择以及技术操作规范，避免由于获得的试验数据不准确而影响对高压电力电缆性能及存在问题的判断。

（5）直闪法。该方法通常用于检测由故障引起的电缆故障。应注意，许多因素可能会导致电缆击穿。例如，电缆本身存在质量问题，安装过程存在缺陷，导致电缆未处于最佳工作状态。一旦发生击穿，可以理解为当电缆发生短路故障时，故障范围内的电缆电路中的电阻值将不可避免地显著增加。不仅如此，如果自然出现闪络现象，故障电缆在极短时间内会迅速释放较大的电流脉冲波。在这种脉冲波的作用下，电缆与故障点之间会出现一种反射效应。针对这种情况，要求检测人员首先围绕电缆预设端口进行全面测试，获得精准的电磁波信息。在此基础上，检测人员还需对波形图中的“时间”参数进行对照分析，对比不同时间段波形的变化情况，最终实现对故障具体位置的确定。总体而言，直闪法是一种检测效率和检测精准程度均较高的检测方法，可在电缆故障检测工作中广泛应用。而为了进一步提高电缆故障检测准确性，检测人员可采用多种方法进行检测，对多种检测结果进行综合考量，尽量避免出现疏漏。

（6）谐振耐压试验。谐振耐压试验，简称为串联谐振。是一种实验品，但不能满足所试验电流的要求，它需要很大的电流容，且符合所试验的材料对电流的需求。串联谐振法通过调整，试验整个系统中的电感和时间，使电路始终维持在谐振的位置，因此其性价比好，体积小，轻巧方便使用，有现成的理论数据。最关键的地方在于其所要求的试验设备较多，所以这是一种优势和劣势兼顾的技术。

3.结束语

综上所述，电能安全稳定供应是支撑各行业良好发展的重要基础，对社会经济稳定发展也有着直接影响。其中高压电力电缆是应用于输电工程中的关键电能传输载体，由于受到外界各方面因素干扰，致使高压电力电缆故障高频率发生，极大威胁了电网系统安全运行。因此，需要选择合适的试验方法与检测技术对高压电力电缆故障及实际工作性能进行测定，便于及时发现潜在问题，消除风险隐患，从而为电网系统高效率运行以及安全传输电能提供基础保障。