【高压线包坏了什么症状】220kV高压电缆护套绝缘故障分析，CN11-9226/TM

高压电缆结构

本文介绍了220kV高压电缆护套在预测试中绝缘故障的发现、故障排除点和处理过程，并简要介绍了高压电缆直销的考虑、故障排除方法和绝缘修复。

简介：徐州某电厂#3机于2019年4月10日进行了C级检修预防试验，结果表明B相电缆护套绝缘用500V兆欧洲系测量绝缘电阻为0.05M，比较了过去的数据和规定标准，初步判定B相电缆护套绝缘故障。

一.高压电缆护套绝缘缺陷的危险和原因

1、错误风险。

在高压电缆结构中(见下文)，内外的组件包括导体、绝缘、内部保护层、填充物(手套)和外部绝缘。

高压电缆结构

当然，机甲高压电缆主要用于埋在地面上，在抵抗地面高强度压迫的同时，还能防止其他外力的损伤。高压单核电缆护套断裂会造成不同程度的破坏，主要表现在两个方面。也就是说，电缆护套形成接地电路，容易发生循环，因此通过加热电缆护套，可以大大减少电缆运输容量。另一方面，由于持续放电的影响，铝壳容易被电化腐蚀，空气和水分沿着破损的地方进入绝缘，加快主绝缘老化的速度，容易诱发局部放电和电树枝，因此无法保证电缆长期运行的安全系数，严重影响电缆寿命。因此，电缆外部保护层的检测和故障排除是必要的。

2.故障的原因一般是电缆护套绝缘低的原因是以下几个方面造成的，第一是大部分是由于吹雪过程或充填和覆盖过程中外力损坏造成的。第二，操作后外部缺陷通常是接地箱流入、现有缺陷点的劣化、地线分叉通过导致绝缘电阻下降等原因造成的，有时电缆埋得太深或周围情况复杂，定位非常困难，有些缺陷点多年没有解决，给运行留下隐患。(阿尔伯特爱因斯坦)(美国)。

110kV以上的电源线是单核电缆，单核电缆的外部保护层是电缆的重要组成部分，绝缘状态下的优劣直接影响电缆的寿命和电网的安全可靠运行。原因如下。

A.护套损伤会导致电缆金属屏蔽层出现多点接地，金属屏蔽层因循环而出现损失热，绝缘部分过热，绝缘老化加速，严重影响主绝缘的寿命。

B.保护层绝缘损伤导致水分入侵，主绝缘导致林木老化的概率增加，严重影响电缆寿命。

C.主绝缘容易在金属保护层腐蚀的地方引起电场集中，产生局部放电和电树枝，对电缆的短期运行安全构成威胁。

二、错误点判断和调查方法

1、桥接方法。

由于高压电缆本身结构特点的特殊要求，护套故障不能使用回波反射法原理预先确定，一旦高压电缆护套绝缘破损，一般会预先确定为高压电教法(以下简称电教法)。在电气实验中，电缆护套内压不能通过的情况下，第一步是首先确认故障的原因是低电阻还是高电阻接地。一般来说，接地电阻小于100K是低电阻接地故障，大于100K是高电阻接地故障。如果是高电阻接地故障，一般的解决方法是通过燃烧使其处于低电阻状态。一般通过上海惠东公司生产的GZD型高压电桥和HDM内压、脉冲和恒流燃烧源一体机检测。全校法的测量方法是先心阻力均匀，与长度成正比。首先，将测试的电缆中有缺陷的铝套筒与完整的铝套筒进行接触，然后将桥双臂分别与有故障的铝套筒和非固定铝套筒进行接触，再调整桥上的可调电阻器，以平衡桥。最后，利用桥的电阻与长度的比率关系和已知电缆长度，可以计算出故障距离。一般来说，故障点的绝缘电阻大小取决于多种因素，包括外部护套的损坏程度、故障点与潮湿土壤或水接触的程度。电缆出现故障后，故障电缆的两端都可以使用上面的桥梁定位方法，桥梁定位方法可以准确定位故障点的位置。

2、步进电压法

步进电压法是通过两个地铁焊料，找到土壤中电势最低和正确的点。从错误点流入场地的测试电流从错误点引出正负电压最大转换点。错误点前接近错误时，阶跃电压增加，错误后阶跃电压减少，极性发生变化。在接地故障点正上方时，指针停止在0。这是电缆故障点的确切位置。针对外部护套故障的特点，该方法采用压降法首次测试电缆外部护套的接地故障，然后采用步进电压法准确定位故障点。

3、高压闪络方法

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在故障电缆的始端施加一个高压脉冲，10KV，4秒，将故障点电弧击穿，利用故障点击穿瞬间的电压突跳作为测试信号。观察此信号在故障点和电缆始端之间往返一次的时间进行测距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和火花，根据响声也可以在较短的时间内查找到故障点。

冲击高压闪络法的信号取样方法有多种，常用的方法有电压取样法、终端电压取样法、电流取样法等。目前，由于安全原因电压取样法日趋淘汰。在国内外，电流取样法已得到广泛应用。电流取样法利用电磁感应原理，用电流互感器拾取地线上的电流信号来获得电缆中的电波电流反射信号。与高压发生器、市电没有电气上的关系，所以特别安全。电流取样法所得波形周期多，反射波形特征拐点清晰，特别有利于故障距离分析和定位。

冲击高压闪络电流取样法的电原理线路如图所示：

低压脉冲法由仪器内部产生触发，而闪络法则由外部电缆故障测试专用高压信号源高压产生触发。此现象可以在不同情况下按采样键得到反映，在低压脉冲时按采样波形马上显示出来，而高压闪络时按采样键波形并不马上反映出来，而是等外部高压触发打火后才显示出来。

三、外护套绝缘修复

首先应该找出高压电缆外护套故障处定位，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。

B相电缆外护套绝缘修复后，用500V兆欧表测量绝缘电阻为220MΩ以上（如下图）

四、防范措施

220kV直埋电缆施工中常遇到很多因素造成XLPE单芯电缆外护套绝缘水平的下降。因此，在2200kv XLPE单芯电缆施工时，要积极采取一些相应措施，尽最大可能确保电缆外护套的绝缘水平。这些措施主要有：

1、 加强2200kv XLPE电缆土建施工质量的监督检查，最大限度降低土建施工质量差而影响电缆敷设、接头的质量。对水位深的接头井，需采取增加电缆接头防水大壳或对羊角处用瑞侃热缩材料来补强处理，以减少中间接头部位外护套绝缘因受潮而不合格的情况发生。

2、 电缆敷设过程中派专人对盘上电缆外观进行检查，发现电缆外护套表面有小疙瘩、气泡、龟裂和划痕等现象，要及时通知有关人员进行判断，对影响外护套绝缘情况的必须进行修补处理，并做好相应位置记录。

3、 电缆敷设前要对所有的排管孔用相应规格疏通器进行疏通检查，清除管道内的水泥结块或其他残留物，并检查管道镶接处是否平滑，磨平管道接口处尖端对电缆的外护套的伤害。

4、220kv XLPE单芯电缆敷设前，在盘上用10000V兆欧表测试电缆外护套绝缘电阻，检查电缆外护套绝缘良好情况，不合格的做好记录，并及时通知业主、厂家处理。

5、 电缆在敷设后、敷设间隔24小时后、接头安装前、安装结束后均应进行电缆外护套绝缘阻值测试，并建议最终报告填写数值应按照运行环境的要求进行，以提高电缆外护套绝缘数值的真实性和可比性。

五、总结

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。