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高壓電纜范文1
關鍵詞: 高壓電力電纜; 高壓輸電線路; 避雷線; 避雷器; 護層; 載流量
中圖分類號：TM247文獻標識碼： A
隨著城鎮市區電力需求的不斷擴大, 市內變電所的規模呈現擴大趨勢, 變電所的出線回路數不斷增加, 同時, 城市建筑物的密度也在不斷增大, 造成架空輸電線路路徑問題很難解決, 因此, 在城鎮電力負荷增長較快的城市內, 選擇高壓電纜代替架空輸電線路的送電方案大量涌現。高壓電纜與架空線路相比具有以下優點。首先, 高壓電纜具有輸電線路路徑寬度小的特點, 所以線路路徑選擇相對容易; 其次,高壓電纜為隱蔽工程, 建成后, 電纜設施會被道路、草坪、人行道等城市基礎設施所覆蓋,不會影響城市景觀;另外,高壓電纜不易受周圍環境和污染的影響。同時, 高壓電纜線路也存在不足之處。 高壓電纜的投資較高, 對高壓電纜設計的要求也相應提高;建成后不容易改變, 故障測尋與維修較難。
1高壓電纜線路與電力系統的連接及絕緣配合要求
1. 1在系統中應用的 3 種方式
a. 電纜進線段方式。 是指變電站出線間隔采用高壓電纜, 敷設一段電纜后, 再采用架空線的方式與對端變電站相連, 這是一種非常常見的電纜應用方案。接線圖如圖 1 所示。
圖 1具有 35 kV 及以上電纜段的變電所進線保護接線
b. 高壓電纜線路作為電力線路中間的一部分。
是指在城市中的高壓電力線路, 由于受到架空線路路徑選擇困難的影響, 架空線路中間的一段采用電力電纜, 即電纜的兩端均為架空線路。
c. 變電所之間, 全線采用高壓電纜。
1. 2對系統絕緣的配合要求
為防止雷電波損壞電纜設施, 一般從 2 方面采取保護措施: 一是使用避雷器, 限制來波的幅值; 二是在距電纜設施適當的距離內, 裝設可靠的進線保護段, 利用導線高幅值入侵波所產生的沖擊電暈, 降低入侵波的陡度和幅值, 利用導線自身的波阻抗限制流過避雷器的沖擊電流幅值。
1. 2. 1對避雷線的配置要求
對于電纜進線段方式, 與電纜線路相連的架空線路, 如果與高壓電纜相連的 66 kV 及以上變電所為組合電器 GIS 變電所, 則架空線路應架設 2 km避雷線; 如果與高壓電纜相連的 35 kV 及以上變電所為敞開式配電裝置的變電所, 則架空線路應架設1km 避雷線。 這是高壓電纜設計的一個重要的外部條件。在DL/ T5092—1999《 110～500 kV 架空送電線路設計技術規程》 中說明了架空線路防雷保護方式, 但未提到高壓電纜應用的此項要求, 因此, 在電纜的設計中, 必須按照絕緣配合的要求, 在架空線路上架設滿足長度要求的避雷線。尤其對于改擴建工程, 發現原架空線路未架設避雷線時, 應改造相應線
路, 架設避雷線。
1. 2. 2對避雷器的配置要求
對于電纜進線段的 10～220 kV 電力電纜線路, 電纜線路與架空線相連的一端應裝設避雷器, 這一原則在 DL/ T 5221—2005《 城市電力電纜線路設計技術規定》 中被確定下來。根據 DL/ T620—1997《 交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》 , 對于發電廠、 變電所的 35 kV 及以上電纜進線段, 如電纜長度不超過 50 m 或雖超過 50 m, 但經校驗, 裝設一組閥式避雷器即能符合保護要求時( 見圖 1) , 可只裝避雷器F1 或F2。
對于 10～220 kV 高壓電纜線路兩端均與架空線相連的情況, 應在電纜線路兩端分別裝設避雷器,這是DL/ T5221—2005的要求。 而DL/ T620—1997中明確規定, 與架空線路相連接的長度超過 50 m的電纜, 應在其兩端裝設閥式避雷器或保護間隙; 長度不超過 50 m 的電纜, 只在任何一端裝設即可。工程實踐中, 對于兩端連接架空線路的電纜, 其長度大多超過 50 m, 可見, 兩條文的工程意義基本一致。
電纜線路一端與架空線相連, 且電纜長度小于其沖擊特性長度時, 電纜線路應在兩端分別裝設避雷器。當進入波電壓與電纜非架空線側的最大脈沖電壓相等時, 其相應的電纜長度稱為沖擊特性長度,或稱為脈沖波特性長度, 也稱為臨界長度。
根據 110 kV 電纜波阻抗 30Ω、 架空線波阻抗500Ω和變壓器波阻抗∞計算, 此時電纜沖擊特性長度 l0= 380 m。同理可計算出 220 kV 電纜波阻抗30Ω、 架空線波阻抗 350Ω和變壓器波阻抗∞時, 電纜沖擊特性長度 l0= 430 m; 500 kV 電纜波阻抗30Ω, 架空線波阻抗 280Ω和變壓器波阻抗∞時, 電纜沖擊特性長度 l0= 554 m。根據上述 110 kV 電纜的計算, 圖 2l/ l0 表示電纜實際長度與其特性長度之比和電壓之比的關系,Uim為電纜中受到最大的沖擊電壓( 即架空線上入射波幅值) ,UBm表示B 點最大沖擊電壓。
圖 2l/l0和 UBm/Uim關系曲線
據此, 在長度小于其沖擊特性長度的電纜線路中, 脈沖波的入射波和反射波的疊加作用,會使電纜的非架空線一側的電壓高于進入波, 因此, 不僅架空線側, 也要在電纜線路的非架空線一側配置避雷器。電纜的沖擊特性長度的計算參數中包括波阻抗、沖擊波沿電纜線芯的傳播速度和沖擊波陡度, 涉及線路桿塔形式、電纜截面及電纜敷設方式等等, 由此可以看出,電纜的沖擊特性長度不是電纜的物理特性參數, 而是一個工程特性參數, 它隨著不同的工程條件而不同。對于全線采用電力電纜的變電所內是否需裝設避雷器, 應視電纜另一端有無雷電過電壓波侵入的可能, 經校驗確定。
高壓電纜的主要設計技術指標是指, 在確定電纜截面的情況下, 保證電纜的運行可靠性, 并盡量提高電纜的載流量。影響電纜可靠性及載流量的因素非常多, 其中電纜護層的接地方式是其中的核心因素。
2. 1電纜金屬護套或屏蔽層接地方式
對于三芯電纜, 應在線路兩終端直接接地, 如在線路中有中間接頭者, 應在中間接頭處另加設接地。而對于單芯高壓電纜的接地方式則較為復雜, 包括一端接地方式、 線路中間一點接地方式、 交叉互聯接地方式及兩端直接接地方式。
電纜終端頭、 中間接頭、 絕緣接頭之間的距離是由金屬護層上任一點非接地處的正常滿載情況下的感應電壓確定的, 即金屬護層上任一點非接地處的正常感應電壓, 在未采取不能任意接觸金屬護層的安全措施時, 不得大于 50 V; 除這一情況外, 不得大于 100V。 在圖 3 中, 是一個完整交叉互聯單元的金屬套感應電壓隨電纜長度而變化的典型曲線圖?？梢? 對于電纜金屬套交叉互聯并兩端直接接地的接地方式, 計算金屬套感應電壓時, 只需計算一個分段。
圖 3交叉互聯金屬護套的對地電壓
2. 2電纜金屬護套或屏蔽層接地方式選擇分析
城市內布置接頭工作井一般比較困難, 例如,110 kV 雙回電纜接頭井的長度約 12 m, 寬約 2 m,布置難度可想而知, 同時, 由于過多的電纜接頭會降低電纜的運行可靠性, 因此, 推薦在現場條件允許的情況下, 電纜的中間接頭和絕緣接頭盡量少, 提高電纜可靠性。
為降低 110 kV 及以上電纜外護套絕緣所承受的工頻過電壓, 抑制對鄰近弱電線路和設備的電磁干擾, 宜沿電纜線路裝設平行的回流線。
交叉互聯方式適用于較長的電纜線路, 且將線路全長均勻地分割成 3 段或 3 的倍數段。使用絕緣接頭把電纜金屬護套隔離, 并使用互聯導線把金屬護套連接成開口三角形, 電纜線路在正常運行狀態下流過 3 根單芯電纜金屬護套的感應電流矢量和為零, 就能避免電纜負載能力受流過金屬護套的循環電流引起發熱的影響。 在雷電或操作過電壓作用下,絕緣接頭兩端會出現很高的感應電壓, 為保護電纜外護層免遭擊穿, 因此需在絕緣接頭部位設金屬護套電壓限制器。 另外, 由于在每個交叉互聯段的兩端是直接接地, 當系統發生單相接地故障時, 電纜金屬護套中的電流能抵消或降低由電纜產生的磁場對周邊弱電線路的干擾。
3結論
高壓電纜輸電線路系統應用涉及到輸、 變電兩個專業, 相關規程規范、 技術條件繁多。這就要求在高壓電纜應用的過程中, 對避雷器、 避雷線、 護套接地方式及載流量等主要技術原則方面給予充分關注, 使高壓電纜系統的設備配置合理, 參數選擇正確, 保證高壓電纜的可靠運行。
參考文獻：
[1] 周劍謀.淺談電力系統高壓電纜輸電技術[J]. 科學之友. 2011(02)
[2] 曹志強.高壓電纜燒毀事故的分析及處理[J]. 水泥. 2009(01)
高壓電纜范文2
【關鍵詞】高壓電力；電纜
1.電纜故障的危害性
電纜在輸配電過程中起到了非常重要的環節。隨著電網的發展，城網及變電所的改造實施增多，高壓橡塑絕緣電力電纜的使用也逐漸增多，一旦電纜發生故障，就會造成大面積停電。由于電纜敷設方式多為直埋。所以電纜故障一般都難以查找，搶修困難，需要花費大量人力物力，耗費時間。給用戶和供電企業都造成很大的損失。
2.克拉瑪依地區電纜現狀
2.1橡塑絕緣電力電纜使用逐漸增多
經過初步統計，目前我公司所轄110kV電力電纜共18根；35kV電纜共計100余條，其中撬裝臨變共60余條；6kV電纜若干條，大部分為橡塑絕緣電力電纜，少數6kV油浸式電纜正逐步被淘汰。近些年由于城市的建設，油田區域的擴大，變電所的改造，橡塑絕緣電力電纜的數量隨之也會逐漸增加。
2.2電纜故障較多
隨著電力電纜的使用增多，電纜出現的故障也逐漸增加，電纜故障率較高，通過統計，在12年4-8月之間，電纜故障共發生17次，其中有部分為施工損壞，大部分為運行故障，，撬裝式臨變已投產23座，也發生過多次電纜故障。
2.3克拉瑪依地區電纜試驗現狀
2.3.1電氣試驗所。1）ZGF-HⅢ200/2直流高壓發生器；2）VFSR串聯諧振成套裝置。在電纜現場交接和預防性試驗中，應用ZGF-H直流高壓發生器對6―35kV電纜做直流耐壓試驗。串聯諧振裝置由于電抗器參數不匹配，無法做電纜交流耐壓試驗。
2.3.2油建公司電氣安裝隊。油建公司電氣安裝隊所能完成的電纜交流耐壓試驗為35kV等級小于1.5KM長度，無法完成更高電壓等級的試驗。
2.3.3獨山子動力公司。獨山子動力公司在電纜交接中采用0.1Hz超低頻耐壓儀對電纜進行耐壓試驗，電壓等級在35kV及以下。
3.電力電纜試驗存在的問題
橡塑絕緣電力電纜在現場交接試驗中規定應做的試驗項目，直流耐壓方法存在一定的缺陷。直流耐壓試驗不能模擬運行狀態下電纜承受的過電壓，也不能有效的發現電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。主要體現在以下幾個方面：
a、橡塑絕緣電力電纜絕緣層在直流和交流電壓下，內部電場分布情況完全不同。在交流電壓下，橡塑絕緣電力絕緣內部電場分布是比較穩定的。這樣，往往造成在交流工作電壓下有缺陷的部位在直流試驗時不被擊穿，反過來，在直流試驗時被擊穿的部位，在交流工作電壓下卻不會產生問題。
b、橡塑絕緣電力電纜絕緣內部如果有了水樹枝，直流試驗會導致橡塑絕緣電力絕緣產生積累效應，加速絕緣老化，縮短使用壽命。
c、直流耐壓試驗過程中，在橡塑絕緣電力電纜及其附件絕緣內會形成空間電荷，空間電荷的不斷形成可導致電纜在交流工作電壓下擊穿，或在附件界面因積累電荷而沿界面滑閃。
針對目前存在的問題和同行業的運行經驗及相關標準規定，可以看出直流試驗電壓不能有效發現橡塑絕緣電力電纜的絕緣缺陷是克拉瑪依地區目前電力電纜存在的主要問題。
4.目前國內采用的交流耐壓方法
4.10.1Hz超低頻
采用0.1Hz作為試驗電源，理論上可以將試驗變壓器的容量降低到1/500，試驗變壓器的重量可大大降低，可以較容易地移動到現場進行試驗。優點是體積小，重量輕，攜帶方便。接線簡單。缺點價格昂貴，國內經驗尚不充分，理論不成熟。只能用于35kV及以下電纜。
4.2振蕩電壓試驗
振蕩電壓試驗是用直流電源給電纜充電，當達到試驗電壓后使放電間隙擊穿而通過電感線圈放電，對電纜施加一定電壓幅位、頻率為kHz級的衰減振蕩波電壓作為擠包絕緣電纜線路的竣工試驗方法的另一種途徑。與工頻電壓試驗相比，其檢查電纜主絕緣和附件缺陷的效果仍不理想，一難以滿足長電纜的需要；二電纜有較大傷害。
4.3諧振耐壓試驗
諧振耐壓試驗方法是通過改變試驗系統的電感量和試驗頻率，使回路處于諧振狀態。具有體積小，重量輕，攜帶方便，理論成熟，價格較低，適用范圍廣等優點。缺點是線較復雜，試驗儀器較多。
通過各個交流方法的優缺點，在電力電纜交接試驗中優先選用諧振耐壓試驗方法。
5.設備的選擇
5.1設備選取的原則
為節約成本，增加設備的利用率，不能單考慮交流耐壓在電纜方面的使用，還應該考慮交流耐壓試驗在其它試驗項目上的應用。綜合電氣試驗所目前的試驗情況，諧振耐壓裝置勵磁變高壓側電流為1A，在電容量較大電氣設備試驗中，不能滿足需要。試驗設備體積大，重量沉，不便于搬運，只適用于實驗室工作，不適合現場使用等問題，新的試驗設備要盡量滿足以下要求：
1）110kV六氟化硫組合電器測試；2）110kV合成絕緣子測試；3）110kV50MVA及以下變壓器的交流耐壓試驗；4）110kV3Km及以下電纜交流耐壓試驗；5）35kV2Km及以下電纜交流耐壓試驗。
5.2設備型號的選擇與推算
綜合考慮各個試驗項目，選取VF-450/270型便攜式變頻串聯諧振交流耐壓試驗裝置進行推算。
a、VF-450/270型的基本參數
1）額定輸入電壓：380V；2）額定輸入容量：20KW，輸入電流：50A
3）額定輸出電壓：350kV，20～300Hz；4）額定容量：450kVA
5）Q值：30～300Hz范圍內Q75℃≥30
1變頻電源型號VF-201臺
2勵磁變壓器型號：VF-L152臺
3高壓電抗器型號：VF-L75/506只
4分壓器型號：TRF-270/0.0011臺
通過驗證可以滿足高壓電力電纜交流耐壓試驗要求，也能夠滿足其他試驗項目上的要求。
6.想法與建議
6.1加強電力電纜的管理
電力電纜直接影響到供電的穩定性，一旦發生故障，可能引起大面積停電。電纜多數都采用直埋式，發生故障后比較難以尋找故障點，這主要是由于基礎資料不全造成的，很多電纜缺少基礎資料，如電纜的長度，走向，規格標示，標示樁丟失等；為快速搶修造成很大的困難。因此應該加強電力電纜的管理，建立電纜的全面資料，設置清晰的標識。其中地理環境也應該列出，其中包括積水地，油污地帶，多石塊加地等，應該加強記錄詳細信息。加強施工監管，防止施工方謊報成本，造成資料不準確。
高壓電纜范文3
關鍵詞：電纜故障 測量電路故障
中圖分類號：TM246 文獻標識碼： A
1 電纜故障的種類與判斷
無論是什么品種、規格的電纜，高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運行過程中經常因短路、過負荷運行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類，其故障類型主要有以下幾方面：①三芯電纜一芯或兩芯接地；②二相芯線間短路；③三相芯線完全短路；④一相芯線斷線或多相斷線。對于直接短路或斷線故障用萬用表可直接測量判斷，對于非直接短路和接地故障，用兆歐表搖測芯線間絕緣電阻或芯線對地絕緣電阻，根據其阻值可判定故障類型。故障類型確定后，查找故障點并不是一件容易的事情。
2 電纜故障點的查找方法
在我國電力電纜較普遍使用是上世紀60年代以后。當時為解決電纜故障，科研人員研制生產出了以“沖閃法”為原理的電纜故障測試儀。該設備測試電纜故障的方法有三個步驟。
第一步先用具有測距功能的設備測距離。其實，先要判斷電纜故障是高阻還是低阻或者是接地，根據這個條件采用不同的測試方法。如果是接地故障，就直接用測距儀的低壓脈沖法來測量距離；如果是高阻故障就要采用高壓沖擊放電的方法來測距離，用高壓沖擊放電的方法測距離時又要許多的輔助設備：如高壓脈沖電容、放電球、限流電阻、電感線圈以及信號取樣器等等，操作起來既麻煩又不安全，具有一定的危險性，更為煩瑣的是還要分析采樣波形，對測試者的知識要求比較高。
第二步是查找路徑（如果路徑清楚這一步可以省掉）。在查找路徑時，要給電纜加一信號（路徑信號發生器），再用接收機接收這個信號，沿著有信號的路徑走一遍，就確定了電纜的路徑。但是，這個路徑的范圍大致要在1～2 m之間，不是特別準確。
第三步是根據測出的距離來精確定位。其依據是打火放電產生的聲音，當從具有定點功能設備的耳機聽到聲音最大的地方時，也就是找到了故障點的位置。但是，由于是聽聲音，所以，受環境噪音的影響，找起來相當費時間，有時要等到晚上才可以。當遇到交聯電纜時，就更費時間了，因為，交聯電纜一般都是內部放電，聲音非常小，幾乎聽不到，最后只有丈量了。因此，用這種方法可以解決大部分的以油浸紙作絕緣材料的電力電纜故障，對于近幾年出現的以交聯材料和聚乙烯材料作絕緣材料的電纜故障，測試效果不是太理想，原因是打火放電所產生的聲音往往很小（電纜外皮沒有損傷，只是電纜內部放電），遇到這種情況時，就只有用其它方法來解決了。
雖然有這樣的不足之處，但以“沖閃法”原理設計成的電纜故障測試設備在很長一段時間內為企業解決了不少電纜故障。隨著各行各業的快速發展，電纜的用途越來越廣泛，電纜的種類也不斷增多，這樣電纜故障不斷發生就是一種必然。由于各行業對所用電纜的等級、使用的環境、接線配電的方式、絕緣要求各不相同，不同電纜的電纜故障特征也有很大的不同之處。目前還主要是以“沖閃法”為原理作為解決電纜故障測試的主要方法。然而，在有些行業用“沖閃法”去解決電纜故障，準確度低，如路燈用的電纜和礦山用的井下電纜就不能直接用“沖閃法”去測試故障。同樣其它行業用的電纜都有各自的特點，在此我們不做詳細介紹。但是，隨著科學技術的不斷發展，我們應該能夠找到更加簡便的測試方法，把電纜故障進行分類，對癥下藥，具體問題具體分析，這樣我們就會發現實際有些電纜的故障無須“沖閃法”的原理，解決起來也十分方便快捷。
3電纜故障測試
3. 1測試方法的選擇
針對不同性質的電纜故障, 目前測試方法較多。通過分析、比較和現場實踐, 電橋法需
要燒穿, 駐波法又要求使用人員具有相當豐富的實踐經驗, 都比不上脈沖法操作簡單, 使用方便, 再結合以閃絡法, 就可以很好地解決電力電纜測試的實際問題。
3. 3測試方法
a) 電纜故障類型的判斷可以用搖表、萬用表以及直流耐壓試驗結果來確定。
b) 粗測方法使用的儀器很多, 我們目前使用的是西安四方機電信息研究所生產的SDCA— 2型電纜故障測試儀, 在使用過程中感覺性能良好, 粗測數據比較準確, 誤差較小。應用此儀器就可以進行脈沖法和閃絡法測試, 利用其附件可以把閃絡法分成電壓取樣直閃法和電流取樣直閃法(主要用于測試閃絡性高阻故障) 及電壓取樣沖閃法和電流取樣沖閃法(主要用于測試泄漏性高阻故障)。
c) 精確定位。目前常用的方法多為聲測定位法: 給電纜的故障相加一沖擊高壓, 強迫故障點閃絡放電, 產生振動聲波, 在地面上通過收聽這一振動波來判斷故障點的準確位置。也有采用音頻感應定位的, 但應用范圍較小, 采用不多。
對于交聯電纜, 由于其銅屏蔽層及鋼帶的傳導作用以及外護套較厚, 所以放電擊穿、燒穿都相當不易, 同期放電所產生的聲音也較小, 判斷起來較為困難, 這就要求多確定幾個疑點, 開挖后, 用鉗形電流表進行卡測,與定點儀配套使用。目前武昌鐵路水電段研制的卡鉗式故障精確定點儀是在鉗形電流表的基礎上改制的, 效果較為理想。
3. 4用SDCA— 2型電纜故障測試儀檢測故障距離
3. 4. 1測試原理
在故障查尋過程中, 最為關鍵的一步在于粗測, 因為其決定了用時的長短。SDCA -2型故障測試儀測距原理如下:
對于低阻和開路故障, 可以加一個脈沖信號在故障電纜故障相上, 電纜中傳輸的電脈沖遇到故障點或異常處后, 產生一個反射脈沖沿原路徑返回到發射端。應用路程公式：
L= V t可得:
L= 1 /2VT,式中: L —— 故障點到測試端的距離;V— — 電信號在電纜中的傳輸速度,是一個常數;T—— 發射信號與返回信號的時間間隔。只要測出時間T 就可知道故障點到測試端的距離。
對于高阻故障, 當電纜故障相所加的直流負電壓達到一定幅度時, 故障點閃絡放電,被電弧短路, 從而產生反極性電壓反射波, 并用t1 時刻到達測試端, 由于測試端的等效阻抗遠大于電纜特性阻抗, 因此在測試端又產生同極性電壓反射波傳入故障點, 再經過 t時間于t2 時刻到達測試端, 只要故障點短路電弧不消失, 反射將繼續, 因此距離L 為:L= 1 /2V t= 1 /2V|t1- t2|= 1 /2V|t2-t3|= ……= 1 /2V|t( n- 1) - tn|。利用上述原理, 就可以計算出故障點的距離。
我們工作中的電纜故障, 一種是運行中擊穿故障, 此類故障, 多為相間或相對地高阻或低阻故障, 其中泄漏性高阻故障比較常見。另一種是預試擊穿故障, 這是由于較高直流高壓的作用, 使電纜隱患處被擊穿, 這種情況所造成的故障, 多為相對地閃絡性高阻故障。因此, 對于運行中的故障, 一般使用脈沖法和沖閃法, 而對于預試性故障, 一般使用直閃法較為適宜。
結束語：
新思路的電纜故障定位系統從實用性出發，恰好彌補了上述使用缺陷，它可對電纜的“故障點定位、埋深、路徑”同步進行測試。同時要求具體的設備儀器能夠對故障、路徑、埋深的指示非常直觀，不需要做技術分析，也完全不依賴操作者的經驗。使本來繁瑣的故障測試工作變成一件輕松有趣的事，在傳統的采用“沖閃法”確定電纜故障的基礎上，增加電纜故障定位功能和測距功能，通過此原理開發出的低壓電纜故障測試設備，會提高對高壓電纜的低阻、斷路等故障的快速定點，從而提高工作效率。
參考文獻：
高壓電纜范文4
【關鍵詞】XLPE；在線監測；高壓電纜；設計
在生產、安裝與運行等過程當中，電纜系統因人為操作不當或工藝不良等，均可能引入缺陷，而這些缺陷可能要多年之后才能逐步顯現出來，為了及早發現故障隱患，避免運行事故出現，基于電纜的在線監測結果，分析電纜運行的狀態，以確保電纜運行安全可靠性。
一、XLPE高壓電纜的在線監測方法
1.局部放電的在線監測方法
局部放電所指的是利用電纜絕緣本體存在的微孔，產生局部放電的信號，對電纜給予監測與診斷，該放電信號音外界絕緣介質緣故，所表現出的頻率大小是不相同的，通常產生的高頻信號，頻率要高于300KHz。因信號一般在電纜線路屏蔽層進行傳播，可在電纜外層的屏蔽接地線上，利用高頻電流的互感器對高頻電流的信號進行耦合。也可運用超聲波傳感器對電纜局部的放電聲信號進行監測，在電纜當中，聲信號傳輸率不高，受到外部電磁噪聲的影響比較小，還能對局部放電源給予定位，是一種較為理想可行的現場檢測法。
2.接地電流的在線監測法
在電壓等級為110kV以上的高壓電纜多是單芯電纜，由于電纜金屬護層和線芯的交流電流會出現磁力線的鉸鏈，致使較高感應電壓出現，因此，需要采用接地措施，一般0.5km以內的短線路電纜金屬護層所采取的是：一端直接接地，而另一端通過保護電阻或者間隙來接地。電纜線路在1km以上的金屬護層通常采取的措施是：三相分段且交叉互聯兩端的接地方法。對電纜接地電流進行監測，能獲得電纜外護套完整的信息，而對接地電流當中的容性分量變化進行在線監測，則能獲得電纜老化的相關信息，該方法較適合等級高于110kV的高壓電纜線路。
3.溫度監測法
在電纜運行中，對其溫度進行監測，不僅能獲得電纜絕緣工況，還能利用線路載流量的計算，對線路運行狀況進行了解，當前，應用較廣的溫度監測法是分布式的光纖溫度檢測法，是根據拉曼散射與光時域反射等原理來設計的，利用單根光纖的多點故障溫度測量，對電纜運行工況進行監測，其分布式的光纖測溫系統如圖1所示。光纖本身能當作傳感器，受分布電流的影響較小，維護簡單，不過也存在分辨率低，容易受濕度與敷設環境溫度的影響。
4.tanδ介損法
Tanδ在線監測法所反映的是電纜絕緣整體的缺陷水平，已廣泛應用在互感器、變壓器及套管等設施的絕緣檢測當中，電纜tanδ測量的方法和電容性設備測量的方法相似，也就是從電流互感器與電壓互感器中獲得電流、電壓信號，經數字化測量裝置，對兩者相位差進行測量，以獲得tanδ，通常tanδ在線監測方法，所檢測的是兩正弦波之間的過零點時間差，運用頻率與時間差對相位差進行計算。Tanδ在線監測的原理如圖2所示。該監測方法對信號本身要求較高，工頻信號的過零點周圍會疊加一些干擾，對零點檢測準確性會產生影響，并且該方法所反映的是電纜線路絕緣的整體性能，對局部老化與受潮等因素所引發的劣化不能有效反映，所以，在電纜運行當中，該方法未得到廣泛應用。
二、綜合信息下的電纜在線監測設計
不同的監測方法，其優缺點是不同的，在XLPE高壓電纜的在線監測系統當中，可根據電纜實際的運行狀況，采用多種監測方法相結合的診斷形式，設計一種綜合信息下的高壓電纜監測法，以溫度與局部放電監測為主要方法，并預留相應接口，通過水位、電流與煙霧等監測信息來綜合監測及診斷，其具體監測設計如下：
1.傳感器設計
利用高頻電流互感器與分布式光纖等監測方法，對待測設備特征量進行檢出反映，并將其特征量向電信號進行轉換，根據溫度在線監測方法與局部放電法兩種方法，讓在線監測系統能同時應用分布式光纖與甚高頻的電磁耦合VHF，并形成兩類信息采集的模塊。局部信號所采取的是VHF與UHF的局部放電監測相結合方法，對100MHz以內與500MHz-1500MHz兩頻段給予檢測。UHF具有優良的抗干擾特點，可對真實局部的放電信號進行檢測，還能利用VHF的局放信號將真實信號從接地回線的干擾信號與背景噪聲中提取出來，給以標定，不僅能排除現場干擾，還能檢測出局部的放電量大小。
2.在線監測單元設計
根據綜合在線監測系統的運行狀況，對其監測單元采取DCS總線的形式，對傳感器的變送信號給予數據采集與預處理，并實施A/D轉換、采集記錄與監測信息傳輸等。而綜合監測系統則采取分布式單元，每個監測單元在信息傳輸與采集方面是相對獨立的，所以，在監測平臺上，增加相應接口，可方便增加與改變監測方法，給設備改進與改造提供相應空間。為滿足現場檢修與調試人員的需求，電纜監測信息除了傳送至監控室之外，也可直接傳送至現場便攜式計算機中，以提高電纜監測效率。
3.在線監測平臺與輸出裝置
電纜在線監測平臺作為信息采集的接口與界面，能為監測所需要的數據運算與處理等，提供相關的處理平臺，通過處理信息顯示，發送到輸出設備中，并利用交互界面，向監測人員提供在線監測、采集、分析與報警等信息。當監測值超過了報警閾值的時候，監測系統會自動報警，同時，將報警設備位置、名稱與時間等信息，顯現在平面圖中。而監測系統中的輸出裝置主要包含打印機、顯示器與預警裝置等。
4.監測數據分析
通過溫度的監測單元，可分六個時間點，對其溫度、絕緣阻值與濕度數據等進行測試，通過測試，其局放信號PD均在5mV以內，依據局放檢測設備中的電纜故障判據，能看出在不同溫度下，電纜的絕緣阻值具有一定幅度變化，不過整體而言，依然滿足正常的運行需求，局放信號也表明電纜處在正常的工作狀態。
高壓電纜范文5
【關鍵詞】110kV高壓電纜；中間接頭制作；安裝技巧
1、前言
電纜中間頭起著使電路暢通、保證相間或對地絕緣、密封和機械保護的作用。其制作工藝的好壞，直接影響著電纜中間頭的壽命。質量良好的接頭能夠有效控制絕緣層的電場，導體線芯連接可靠，接地線連接良好，密封良好。其中任何一個環節發生問題都有可能使電纜出現故障。
2、電纜中間接頭制作與安裝過程中的關鍵點
在制作和安裝中間接頭時，經常出現這些問題：剝切痕跡過深，端口不整齊；絕緣表面雜質過多，存在凹痕或突起；接地線連接不牢固；附件密封性差；接線端子和連接管壓接不實，密封不嚴；屏蔽層連接不良。這些問題的產生，與制作者的技術水平高低密切相關。要想徹底解決問題，可以把它們分解成操作過程中的關鍵點。
⑴鋸割鋼鎧。鋸割鋼鎧時若斷口不齊，有毛刺遺留，容易造成運行過程中尖端放電以及扎破保護層。在鋸割時要注意深度，不要割透下層鋼鎧，出現毛刺要用銼刀打磨或用工具敲齊、剪平。
⑵連接接地線。金屬屏蔽與接地系統相連可以消除表面電暈，屏蔽電磁場對臨近通訊設備的電磁干擾。運行狀態下與接地系統相連的金屬屏蔽處于零電位，當電纜發生故障之后，它具有在極短的時間內傳導短路電流的能力。接地線與鋼鎧、金屬屏蔽層連接不牢固，不耐振動，會導致附件發熱燒損。接地線應可靠焊接或固定，兩端電纜本體上的金屬屏蔽及鎧裝帶牢固連接，接地應牢固不松動。要將接地線用彈簧鋼帶固定在鋼鎧和金屬屏蔽層上，或者焊接牢靠，焊接時不能烤焦或者虛焊。
⑶做接地線防潮段。做接地線防潮段時如果沒用密封膠上下裹纏嚴密，中間焊錫填充不嚴，水分會從縫隙中滲透進去，導致電纜絕緣水樹老化短路甚至爆炸。制作時應先將接地線中部用焊錫填充密實，在電纜外護套上纏一層密封膠，再將接地線壓到膠帶上，之后再纏一層密封膠。最后用護套管密封。
⑷剝切金屬屏蔽層、外屏蔽層與絕緣層。剝切時下刀容易過深，切傷下一層材料，導致局部電場場強增大，發生局部放電，擊穿絕緣。在剝切時要掌握下刀深度，不要切透，用PVC膠帶裹纏后沿邊撕下。盡量采用專用剝切刀具進行剝切。
⑸打磨及清潔絕緣層。打磨時貪圖省事，容易將屏蔽層中的導電顆粒帶到絕緣層中，或者絕緣層表面的突起沒有完全清除干凈，這些可導致局部放電，擊穿絕緣。要使用由粗到細不同目數的砂紙仔細打磨，現在附件箱里一般都只提供一條砂紙，可以用正面打磨后用背面再打磨一遍。使用清潔巾擦拭時要從絕緣層到屏蔽層，決不能反復擦拭，將黑色導電顆粒留在絕緣層上。
⑹熱縮附件里的應力管。應力管沒有和金屬屏蔽層、絕緣屏蔽層良好搭接，不能使電應力均勻分布，會引發電纜絕緣擊穿短路。這一環節在附件安裝中非常重要，經常有電纜由于應力管搭接不良而燒損，制作時一定要給以足夠重視。
⑺接線端子及連接管導體的連接。導體連接的基本要求是低且穩定的電阻，足夠的機械強度，耐電化腐蝕，耐振動，連接處不能出現毛刺。
⑻內半導電屏蔽層的處理。具有內屏蔽層的電纜本體，在制作中間接頭時必須恢復壓接管導體部分的接頭內屏蔽層。電纜的內半導電屏蔽均要留出一部分，以便使連接管上的連接頭內屏蔽能夠相互連通，確保內半導電層的連續性，從而使接頭連接管處的電場場強均勻分布。
⑼外半導電屏蔽層的處理。外半導電屏蔽層是附加在電纜絕緣外部起均勻電場作用的半導電材料，同內半導電屏蔽層一樣，在電纜及接頭中起到十分重要的作用。外半導電層端口必須整齊均勻，與絕緣平滑過渡，可以將臺階磨成斜坡平或者用半導電膠帶將臺階填成斜坡。做中間接頭時要在接頭增繞半導體帶，與電纜本體外半導體屏蔽搭接連通。
⑽電纜應力錐的處理。施工時形狀、尺寸準確無誤的應力錐，在整個錐面上電位分布相等，可以有效改善線芯開斷處的電場分布。應力錐曲線如下圖所示，由于標準復對數曲線面不容易削制，所以常采用將絕緣層端部削制成鉛筆頭的辦法，將曲面變成錐面。在制作交聯電纜應力錐時，一般采用專用切削工具削制，或者采用刀具或玻璃刮削，基本成型后，再用2mm厚玻璃修刮，最后用砂紙由粗至細進行打磨，直至光滑為止。
⑾接頭的密封和機械保護。接頭的密封和機械保護是接頭安全可靠運行的保障。應防止接頭內滲入水分和潮氣，將接頭用密封膠包裹平滑后再套入密封管進行封堵。在接頭位置應設置接頭保護槽或裝設保護盒等裝置。
⑿在雨、霧、大風天氣施工。在極端環境下施工時要進行施工現場溫度、濕度、灰塵控制。施工現場的環境溫度應高于5℃，相對濕度不應超過75%。大風天氣灰塵過大，落在絕緣層上會引發局部放電從而導致絕緣擊穿。應對的辦法是將電纜附件放在密閉的帳篷內，控制好溫度、濕度后進行制作安裝。以上總結的這些問題都屬于隱蔽項目，在施工驗收時無法檢查出來，只有在投入運行一段時間后才會由于接頭故障而暴露。
3、總結
⑴為防止接頭在電纜溝內受潮，應該將電纜橋架提高到地面以上， 并搭建一個簡易小屋。電纜接頭制作按工藝步驟進行，從開始剝削到制作完畢，必須連續進行，一次完成，以免受潮。按規范要求對電纜進行耐壓試驗，測試結果合格并且無異常情況后，交付運行單位使用。
⑵要保證接頭安裝質量，操作者除了在技術工藝上抓住關鍵點以外，還必須具備足夠的工作責任心，嚴格遵守制作工藝規程，盡量使用專用電纜工具。在作業前明確安裝步驟和工藝質量要求，在作業過程中加強監督管理，出現問題時要能夠認真處理，不能為趕工期求速度而忽視質量，這樣才能夠保證電纜線路的安全可靠運行。
參考文獻
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高壓電纜范文6
關鍵詞：高壓；電力電纜；故障；起因；處理
中圖分類號：F407.61文獻標識碼：A 文章編號：
在高壓電纜的運行中,經常會出現各方面的故障,電纜運行的可靠程度,對各大電力系統都有重要的影響,這一點也越來越受到電力運行部門和使用部門的重視。分析電纜發生故障的主要原因,掌握相關的電力電纜故障防范措施,能及時發現電力運行中隱患,預防意外事故的發生,防止停電事故或者人員傷亡。
一、高壓電力電纜故障的起因
1、機械損傷類故障比較常見，所占的故障率最大，具不完全統計約占總故障原因的一半以上。其故障點比較容易識別，危害性比較嚴重，一般都能造成停電事故，同時還常伴隨著設備損壞及人身傷害事故的發生。但也有些機械損傷造成的電纜損傷相對較小，當時并沒有造成故障，但損傷部位經過運行一段時間后才發展成故障。造成機械損傷的原因有幾種：（1）電纜直接受外力破壞，如一些建設項目盲目施工、電纜敷設不規范、電纜遭到人為破壞損傷；（2）電纜在安裝時受到損傷，如機械牽引力過大而損壞電纜，電纜彎曲半徑超過允許彎曲半徑而損傷絕緣層、電纜剝切尺寸過深引起電纜損傷，或其它不規范作業方法均可導致的絕緣層和保護層損傷；（3）一些自然現象也可造成電纜的損傷，如由于熱脹冷縮現象造成中間頭或終端頭的絕緣膠膨脹而脹裂外殼或附近電纜護套，因自由行程而使電纜管口、支架處的電纜外皮擦破，因地表塌陷沉降、山體滑坡等引起的過大拉力而拉斷中間接頭或電纜本體，因溫度太低而凍裂電纜或附件，由于大型設備或車輛的頻繁振動而造成電纜損壞等。
2、絕緣受潮。絕緣受潮一般會在直流耐壓和絕緣電阻實驗中被發現，其主要表現為泄流電流增大、絕緣電阻降低。造成絕緣受潮的原因包括：電纜生產質量不佳、電纜密封工藝不佳以及電纜護套受到腐蝕等。
3、絕緣老化變質
電纜絕緣介質內部氣隙在電場作用下產生游離使絕緣下降。當絕緣介質電離時，氣隙中產生臭氧、硝酸等化學生成物，腐蝕絕緣；絕緣中的水分使絕緣纖維產生水解，造成絕緣下降。
過熱會引起絕緣老化變質。電纜內部氣隙產生電游離造成局部過熱，使絕緣炭化。電纜過負荷是電纜過熱很重要的原因。安裝于電纜密集地區、電纜溝及電纜隧道等通風不良處的電纜、穿在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部位等， 都會因本身過熱而使絕緣加速損壞。
4、設計不良和質量缺陷。在新興電纜的新設備、新工藝、新材料等附件中往往不能夠吸取足夠的運行經驗，而表現為設計不良，主要包括：材料的不恰當選取、防水不嚴以及機械強度不足。電纜自身質量對電纜線路的運行造成直接的影響，電力電纜的質量缺陷主要包括：電纜附件質量存在缺陷、電纜附件質量存在缺陷以及三頭制作質量存在缺陷等。
二、高壓電力電纜故障的處理措施
1、做好電纜工程設計
電纜工程設計主要有電纜額定電壓、載流量、電纜路徑走向、電纜敷設方式幾個要素, 是保證電纜安全運行的第一步。電纜選型應按照設計技術條件以及有關標準進行選定。在電纜額定電壓方面, UO 值是重要的數值, 電纜的絕緣厚度和電氣性能試驗值都取決于UO, 不能只以系統電壓來標示電纜的電壓等級, 要充分考慮電網的接地方式和故障切除時間來選取U O。電網運行狀態不同, 在相同系統電壓下的電纜U O值也不相同。對中性點絕緣系統, 必須選取UO值高一級的電纜, 留有適當的絕緣裕度, 以滿足系統安全運行需要。在選擇電纜截面、載流量時, 要綜合考慮運行環境的影響。氣象溫度、電纜埋深條件等。
電纜運行環境對電纜載流量影響較大。而且多路電纜并列運行時, 電纜發熱量較大, 應考慮散熱條件, 以防止運行環境溫度太高, 而減少電纜載流量。實踐表明, 直埋式電纜發生的故障占絕對多數。因此設計時, 應盡可能減少直埋式電纜, 盡量采用電纜溝或隧道形式。電纜路徑走向方面應盡可能避開強腐蝕、易受機械損傷等地方, 遠離振動劇烈的地區, 避免電纜的內護套因受振而疲勞, 避免經過易燃、易爆地點。此外, 在電纜線路設計中, 應充分考慮防火阻燃措施, 防止電纜著火蔓延, 防止電纜接頭爆炸致使周圍電纜燃燒。
2、防止外力損壞
外力損壞主要包括人為外力損壞和運行過程中運行環境劇變使電纜受應力造成損壞。后者的幾率極少, 主要是人為的外力損壞導致電纜絕緣下降和電纜斷線故障。
由于種種原因, 外力破壞一直是威脅電纜線路的運行安全的主要原因。具體表現為: 施工人員安全意識薄弱, 野蠻施工; 鐵路各部門協調不好, 安全責任和措施未落到實際作業人員; 與電纜相關的施工協調信息滯后, 安全施工無保障。對此, 電纜維護單位須制定有關的安全運行和相關工程施工許可制度, 做好(電力設施保護條例)、《電力法》的宣傳工作。在施工過程中, 與兄弟單位協調, 索取有關施工圖紙, 并做好標示, 做好施工安全技術方案爆吊、穿管等)。
3、加強絕緣監督，及時發現排查電纜故障。安裝電纜在線監測系統及定期進行的預防性試驗，可以對電纜及其附件進行定時或實時地監測檢查，能夠及早發現問題，可以將隱患在事故發生前及時排除解決。
4、預防過負荷過電壓的發生。加強負荷電流的監視，防止超負荷運行時絕緣擊穿損壞，造成的電纜故障。加設線路過電壓裝置，減小過電壓對電纜絕緣的損壞。
5、加強日常運行維護工作
電力工作建設，是國民經濟生產的生命性。端正的工作態度，強硬的技術能力，科學的工作方法是電力工作的基本保證。在故障出現之前，電力電纜工作要加強日常的運行維護工作。日常的運行維護工作包括電力電纜運行中的監視和巡查。監視和巡查是電力電纜工作的根本。加強監視和巡查，可以及早發現問題，把事故扼殺在萌芽狀態中。即使出現了故障，也能盡快的找到問題根源，早日恢復供電。
（1）為防止在電纜線路上面挖掘，以致損傷電纜，挖掘時必須有電纜專業人員在現場守護，并告知施工人員有關注意事項，特別在機械化作業時，更要小心謹慎。
（2）要定期清掃電纜溝、終端頭及瓷套管，如果終端盒內有積水、有空隙，要及時補充同質的絕緣劑；接線頭如果接觸不良，要及時進行處理；要用搖表測量電纜絕緣電阻、接地電阻，如果不合格就要及時進行檢修；對銹蝕嚴重、支架不牢、麻被外護層脫落超過40％者，要刷瀝青漆、防銹漆，并重新固定支架。
（3）電纜的防腐。在巡查時，如果發現局部地段電纜外皮腐蝕嚴重，就應該考慮土質、環境污染問題，如果確因客觀原因導致，就應該將線段穿于管內，并用中性土壤補墊、覆蓋；如果發現局部外皮炭化，應考慮是否有外傷，要進行線路載流方面的分析，若是載流不能滿足，則須重新分配負荷或全線更換電纜，若不是這樣，就要測試確定是否須割除該部分。
（4）積極使用新品種、推廣新工藝，提高電纜線路的運行水平。例如：高壓采用交聯電纜，低壓采用聚氯乙烯電纜；戶內外終端頭、接線盒推廣使用熱縮頭等都能有效地提高電纜線路的運行水平，提高供電可靠性、安全性。
綜上所述，防止電力電纜故障的發生是一項復雜而且廣泛的工作，只有從電纜生產的質量抓起，在電纜安裝中嚴格安裝標準進行，在電纜投入使用后，注意對電纜的檢修和維護，防止人為和意外對電纜造成的損傷，每一個相關工作人員都認真對待自己的工作， 才能盡可能減少電力電纜事故的發生。
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