110kV电缆外护套故障查找方法及防范措施

1、110kV 电缆外护套故障查找方法及防范措施摘 要】本文介绍了交联聚乙烯电缆外护套故障查找的常用理论方法， 以及深圳地区 110kV 电缆线路故障查找 的现场应用案例。实际应用表明，采用直流电桥法、跨步电 压法对电缆线路故障进行测寻非常准确、 快速和有效 ;最后对电缆外护套故障提出防范措施。关键词】电缆外护套 ;故障查找 ;110kV 电缆Fault Locating Method for 110kV Cable Sheath andPreventive MeasuresHE Wen-huiShenzhen Power Supply Bureau Co. ， Ltd. ， ShenzhenGu

2、angdong 518020， China )Abstract 】 Introduces the common theory and method ofcross-linked polyethylene cable outer sheath fault finding ， and the area of Shenzhen 110kV cable line fault lookup field application case. The actual application shows that ， by usingdirect current bridge method ， step volt

3、age method to measure cable line fault finding is very accurate ， fast and effective. At the end of the cable sheath fault preventive measures.Key words 】 Cable sheath; Fault finding; 110kV cable0 引言 交联聚乙烯（ XLPE ）电缆以其优越的电气性能、良好的热性能和机械性能，以及便于敷设等优点得到了广泛的应 用。目前，我国 XLPE 电缆的用量及电压等级正在逐年上升， 由于有的电缆敷设现场环境极其恶

4、劣，电缆绝缘护套破损现 象时有发生。而电缆护套一旦破损，一方面会使电缆金属套或金属屏蔽层）形成接地回路，产生环流，从而使电缆金 属套发热， 降低电缆输送容量 ;另一方面由于破损处空气及水分的侵入，会加速电缆金属套腐蚀，而腐蚀处产生的电场集 中，易产生局部放电和引发电树枝，对电缆的运行安全造成 威胁。此外，破损处水分的侵入还会使主绝缘产生水树老化 的几率增加，严重影响电缆寿命。因此对护套破损处及时进 行故障查找、定位和修补非常重要1 方法和原理1.1 外护套绝缘故障的预定位法 根据电缆结构的特点，电缆外护套绝缘破损后，可先用直流电桥法进行预定位。直流电桥法原理是，在电缆线路测 试端，将良好相和故

5、障相导体分别作为电桥的两个桥臂接在 测试仪上，将另一端导体跨接构成回路。调节电桥，当电桥 平衡时，对应桥臂电阻值乘积相等，而作为电桥两个桥臂的 电缆导体的电阻值与长度成正比，故可把电缆导体电阻值之 比转换成电缆长度之比，根据电桥上可调电阻和标准电阻数值，即可计算出电缆故障点初测位置。图 1 为直流电桥法预定位原理图。图中R1 为电桥的标准电阻， L 为电缆长度，x 为测量处与故障点的距离。设单位长度电缆金属层电阻为RO，调节电阻R2使检流计指示为0,此时电桥平衡，有:L+ （L-x ）R0/xR0=R1/R2 （1） 解得: x=2L/（1+R1/R2）（2）图 1 电桥法原理图Fig. 1

6、Bridge method principle diagram电桥法的优点是操作简单、使用方便，缺点是需要电缆的准确长度等原始技术资料。另外，由于电缆的金属屏蔽层单位长度电阻R0较小，一般为0.010.1 Q /km，与接触电阻相近，因此接触电阻的大小对故障距离的测量精度有很大 影响，测量时应采取措施以减小接触电阻，从而提高测量精 度。1.2 故障点精确定位 跨步电压法是目前应用最为广泛、非常有效的高精度定位方法，其基本装备为一高压系列脉冲发生器和一套带有探 针的电位差计或毫伏表。其原理如图 2，在电缆金属套与地之间施加一高压脉冲电流，用电位差计沿电缆路径探测，根 据不同的情况，可分别采用以下

7、 2 种检测方法1）当知道电缆走向时，可用探针沿电缆方向探测，在故障点附近时，电位差迅速增加，在故障点前达到最大值在故障点正上方， 电位差为零 ;过故障点后， 指针反偏且又达最大值，其电位差计沿电缆走向的电位差值分布如图2(a)。根据电位差值的这些特征就可对故障点进行定位。2) 当受电缆长度方向的地面情况限制不易测量时，可利用放电电流在故障点上方环形发散的特点来定位，电位方 法如图2 ( b),在不同方向分别寻找 2个等电位点，然后找出 2 组等电位点的垂直平分线的交点，即为故障点。(a)跨步电压法原理跨步电压法故障点定位图 2 跨步电压法原理图Fig.2 The step voltage m

8、ethod principle diagram跨步电压法的优点是原理简单、易操作、抗干扰好、破坏性少、定点直观准确，适用于敷设于泥土地面内的电缆。当遇到探针不能插入的路面上测量时，可采用湿毛巾包围住 探针尖端放在路面上进行测试。2 现场典型实例及外护套故障类型2.1 110kV东联I线外护套故障定位实例1)电缆本体压伤击穿：110kV东联I线3#工井往2#工井方向1.5米处，挖开后发现有两块电缆盖板脱离沟肩，正压于电缆本体 盖板压伤一处，在距 3#井 1.5 米处还有大面积电击穿一处。，电缆浸在沟内地下污水中，掏沙清洗后发现 C 相电缆被图 3 电缆被盖板压伤Fig.3 The cable w

9、as bruised cover 2）过路穿管内故障： 2#中间头往 3#中间头方向约 30 米至 50 米的电缆为过路穿管， C 相和 B 相在两端管口处都检测到有跨步电压信号指向管内，故可断定在穿管内的电缆外护套存在故障点。2.2 110kV东联n线外护套故障定位实例 1 ）接地线破损击穿故障：在东湖终端站内先检测到在接地线处有一接地线故障 （如图 4）。修复后该段地线摇绝缘已经上升合格， 但在后续查故障试验中， 短短的 8 米接地线， 竟又击穿多处，伤口均是接地线埋于水时被砂石所伤，而被 击穿。图 4 接地线破损Fig.4 Grounding wire breakage2）定位试验中出现

10、绝缘薄弱点新增击穿问题：在1）中提到接地线由于做试验而有薄弱点被击穿而产生新的外护套接地故障问题，在电缆本体也有此类问题，图5 为在一试验中薄弱点击穿着火的图片。图 5 薄弱点击穿着火Fig.5 Weak click through fire2.3 110kV 清岭线外护套故障定位实例白蚁咬食电缆外护套故障：在该线路1 #中间头至 2#中间头山上发现三相白蚁咬食外护套的接地故障，且面积比较大，电缆金属护套已经开始锈蚀。如图 6：图 6 白蚁咬食电缆外护套Fig.6 Termites eat cable sheath3 总结 通过用电桥法对电缆故障点进行粗测，再用电缆外护套故障仪测跨步电压进行定点的方法对查找 110kV XLPE 电缆 外护套故障是行之有效的。虽然粗测数据与定点数据之间有定差距，但对于数百米长的电缆来说是完全可以接受的。根据外护套故障发生的原因，防范措施主要有：1）认真进行交接验收。对验收中电缆绝缘外护套存在的薄弱环节要引起高度重视，在绝缘电阻相对较低或不合格 的情况下不能勉强投入运行。2）