俞駿，徐甍，徐凱，孫柯，吳寅雄

（無錫供電公司，江蘇 無錫 214000）

220kV電力電纜線路的維護及故障檢測技術(shù)分析

俞駿，徐甍，徐凱，孫柯，吳寅雄

（無錫供電公司，江蘇 無錫 214000）

在中大型城市里，電力電纜的主流已經(jīng)被220kV輸電線路所占據(jù)。目前，由于架設(shè)輸電線線路的距離長，地形復(fù)雜，氣候莫測和其他人為因素等原因，電力電纜線路從設(shè)計到安裝再到維護都有很大的困難，本文著重討論了220kV電力電纜線路維護方法以及相關(guān)的故障檢測技術(shù)。

工業(yè)化；電力系統(tǒng)；220kV輸電線路；維護；檢測

現(xiàn)如今用電量的需求大幅增加，同時對輸電線路的負荷量、耐用性和穩(wěn)定性等方面提出了更高的要求，為了能滿足需求，工程師們設(shè)計出了220kV電力電纜線路，并給出了較好的施工方法、維護方法以及檢修方法等。

1 電力電纜系統(tǒng)的發(fā)展背景

輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)運行的命脈，同時220kV電力電纜系統(tǒng)已經(jīng)成為各大地區(qū)變電工程的主流系統(tǒng)。220kV戶內(nèi)變電站由于采用了電纜入地的出線方式，而對于某個地區(qū)而言，地下空間資源又非常有限，這就帶來了線纜交錯、布線困難等問題，比如經(jīng)常在實際工程中出現(xiàn)的施工破壞電纜，電纜相互干擾等現(xiàn)象，都是源于輸電方式本身的局限性。高壓電力電纜故障一般包括機械損傷、絕緣受潮、絕緣老化變質(zhì)和質(zhì)量缺陷等。因此，科學(xué)合理地選擇線纜種類，敷設(shè)和接地方法非常重要。

2 220kV電力電纜線路的布置和安裝

2.1 電力電纜選擇及接地方式

一般而言，電力電纜線路是需要長時間保持聯(lián)通狀態(tài)的，應(yīng)該具有較高的可靠性。實際工程應(yīng)用中按需求配有多種不同的線纜類型，例如按使用途徑可分為控制電纜、礦用電纜、架空電纜等類型，表1給出了不同用途電纜的相關(guān)特性。而國內(nèi)外目前大都采取銅芯電纜，至于實際應(yīng)用中的線芯材質(zhì)和截面積等參數(shù)的選定，都必須根據(jù)實際需求來合理選擇，兼顧實用、安全和成本等因素。

2.2 電纜敷設(shè)

目前較為常用的幾種電纜敷設(shè)方式包括：排管、直埋、電纜隧道、電纜溝和電纜架橋等。實際施工過程中會根據(jù)地形來恰當(dāng)選擇敷設(shè)方式，同一個工程中組合使用多種電纜敷設(shè)方法都是很常見的。下面介紹了總體敷設(shè)的原則。

（1）在豎井內(nèi)敷設(shè)的電纜，中間不應(yīng)有接頭。如豎井太深，應(yīng)將電纜接頭部分設(shè)置在中段水平巷道內(nèi)；（2）在鉆孔中敷設(shè)電纜時，應(yīng)將電纜緊固在鋼絲繩上。鉆孔不穩(wěn)固時，應(yīng)敷設(shè)保護套管；（3）在水平巷道的個別地段必須沿底板敷設(shè)電纜時，應(yīng)用非可燃性材料覆蓋。不應(yīng)用木材覆蓋電纜溝，不應(yīng)在排水溝中敷設(shè)電纜；（4）在排管中敷設(shè)或直埋電纜時，為方便電纜敷設(shè)，應(yīng)考慮在電纜轉(zhuǎn)彎處設(shè)置轉(zhuǎn)角井，在電纜敷設(shè)較平直的路徑上，每隔100m左右設(shè)置一個直線井，井內(nèi)預(yù)制支持導(dǎo)向輪，輸送機用的支架或基礎(chǔ)，方便施工安裝。

2.3 電力電纜附件布置

220kV電力電纜的支架，一般選用鋼制支架，中間接頭一般都會設(shè)置有玻璃鋼防水外殼，同時配有專門的電纜接頭工井。

電力電纜終端。一般來說有干式硅橡膠終端、瓷套式終端和GIS終端等。根據(jù)實際情況，采用不同的終端，一般來說在電纜與架空線路相連接時電纜上鐵塔，會采用干式硅橡膠終端；在敞開式變電站進線構(gòu)架處通常采用瓷套式終端；而在GIS變電站內(nèi)，則是采用GIS電纜終端出線。

表1 不同使用途徑的電纜相關(guān)特性

3 影響220kV電力電纜正常工作的因素

3.1 自然因素

就自然因素來說一般包含水災(zāi)、火災(zāi)和地震等不可抗力因素。每當(dāng)有較連續(xù)的雨季來臨前，工程人員必須提前檢查電纜防水情況，同時對于火災(zāi)等小概率災(zāi)害也必須做到周期性巡檢，包括檢查按規(guī)定在電纜沿線布置的防火設(shè)施是否齊全，盡量避免電纜線路受到損害。

3.2 人為因素

人為因素一般以偷盜和破壞兩種情況為主。前者是人為盜竊電力電纜系統(tǒng)元部件，對于這種情況需要加大監(jiān)管力度，嚴(yán)厲懲罰；后者主要是一些工程活動，比如爆破、挖掘和穿透等等，無意中對電纜造成損壞，這種情況需要電纜系統(tǒng)管理人員提前和有關(guān)施工方溝通好，確認(rèn)施工方案，同時要派人做好現(xiàn)場維護工作。

4 220kV電力電纜線路的相關(guān)故障檢測技術(shù)

4.1 故障原因分析

電力電纜系統(tǒng)的故障從物理原因上可以分為低阻（短路）和高阻（斷路、高阻泄漏、高阻閃絡(luò)）。發(fā)生故障的根本原因則包括機械損傷、電纜腐蝕、絕緣性能下降以及長期超負荷工作導(dǎo)致薄弱處和接頭處擊穿等。

4.2 故障查找方法

一般來說，當(dāng)高壓電力電纜出現(xiàn)故障以后，我們可以采用先進的多次脈沖檢測手段，去測試故障的波形，然后對反饋的波形進行分析確定故障發(fā)生的精確位置。還有聲響檢測法，這種辦法通常是對接頭故障進行排查，確定故障是否發(fā)生在接頭位置。還可采取外保護套故障排除法，電纜保護層在正常使用過程中的電阻一般為零，但是在出現(xiàn)故障之后，保護層的電阻就會發(fā)生變化，利用此原理，對電纜的保護層進行電阻測量，利用各個階段的電阻差值，來確定故障發(fā)生的大致范圍，在大致范圍得到確定后，再進行精確的檢測方式確定故障發(fā)生的精確位置。

低壓脈沖法使用前需要假設(shè)故障是屬于低阻、開路或短路故障，將脈沖信號輸入測試端口，傳達到故障點時由于阻抗失配，從而形成反射，根據(jù)傳播的時間和信號速度來計算故障和檢測點的距離， S=1/2×?t ×v。同時可以由反射脈沖的極性來判斷故障性質(zhì)，與發(fā)射信號同極性則為開路型故障，與發(fā)射信號反極性則為短路或低阻型故障。

如果故障點處電阻較大，普通低壓脈沖沒有能檢測到的發(fā)射信號，那么可以換用高壓脈沖信號（沖閃），使之產(chǎn)生閃絡(luò)性放電，進而發(fā)生電壓設(shè)備突跳，利用突跳電壓信號的來回反射計算故障距離。

除了上述幾種時域反射檢測方法外，還有電橋法、電磁感應(yīng)法等。

5 220kV線路定期巡檢和宣傳工作

相當(dāng)多一部分輸電線路被損壞是由于監(jiān)督不力，沒有及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，拖延更換問題設(shè)備，拖延修復(fù)輸電線路，導(dǎo)致輸電系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

首先是對電纜本體的巡查，要求電纜無損傷、無異常發(fā)熱、無異常形變，線路上無異物以及電纜不能浸沒在水中等等；電纜附件的巡查一般電纜附件上必須無異物，密封性良好，無發(fā)熱等異常狀況，同時還要檢查各部件的電氣連接是否正常，終端頭帶電裸露部分之間以及其和接地部分之間的距離要符合要求，和電纜本體要求相同，也不能被水浸沒；輔助設(shè)施的巡查。這里包含了抱箍、回流線和交叉互聯(lián)系統(tǒng)等，要求各部件之間接觸牢固，同時不能有異常狀況；同時維護人員必須定期對負荷電流進行監(jiān)控，不允許超過臨界值，有負荷過大的情況出現(xiàn)時，應(yīng)該聯(lián)系調(diào)度人員進行減負工作，還要定期用紅外測溫儀對電纜中間頭、終端頭接線端子進行測溫，如果有溫度異常要及時上報并處理。

最重要的是應(yīng)該做好組織宣傳工作，呼吁大家共同保護輸電系統(tǒng)，強化責(zé)任意識，提高基本素質(zhì)。減少人為因素對輸電線路的破壞，盡量避免惡意破壞線路的行為，同時要通過法律手段來懲罰破壞輸電線路的行為。

6 結(jié)語

如今220kV電力電纜輸電已經(jīng)成為大中小城市的主流輸電方式，日益提高的物質(zhì)需求對輸電線路最大負載、耐用性和穩(wěn)定性提出了更高的要求。

電纜線路由于其距離長、地形復(fù)雜和氣候多變等特性存在很高的維護難度，因此加強對輸電線路的維護就顯得非常有必要。維護方式主要從防自然災(zāi)害、減少人為破壞、定期更換設(shè)備和加強宣傳保護輸電系統(tǒng)的力度等方面著手。輸電線路的故障檢測方法也非常重要，科學(xué)的檢測方法可以降低排查故障的時間成本，幫助電網(wǎng)維護人員更快更準(zhǔn)確地鎖定故障，最終減輕損失?？傮w來說，應(yīng)該加大監(jiān)察和宣傳力度，呼吁全社會共同保護輸電網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)責(zé)任意識，降低人為損失，讓電力電纜線路始終保持健康的工作狀態(tài)。

[1]陸飛． 220kV電力電纜線路的設(shè)計及施工思路問題研究分析[J]．科技與企業(yè),2013,22:225-226．

[2]江暉． 220KV電力電纜線路的設(shè)計和施工思路問題探析[J]． 科技展望,2015,34:93．

[3]田云,王強． 220kV電力電纜線路的設(shè)計及施工思路問題研究分析 [J]． 科技與企業(yè) ,2015,06:160．

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