220kV绝缘护套「高压电缆头绝缘护套」

今天带来220kV绝缘护套「高压电缆头绝缘护套」，关于220kV绝缘护套「高压电缆头绝缘护套」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

高压电缆结构

本文介绍了220kV高压电缆外护套在预试中发现绝缘故障、排查故障点及处理的过程，并以此展开关于高压电缆直埋敷设的注意事项、故障点排查方法及绝缘修复的简要论述。

介绍：徐州某电厂#3机组在2019年4月10日进行C级检修预防性试验时，发现B相电缆外护套绝缘用500V兆欧表测量绝缘电阻为0.05MΩ，对比历史数据及规程标准，初步判定B相电缆外护套绝缘故障。

1、故障危害

高压电缆结构（见下图）从内到外的组成部分包括：导体、绝缘、内护层、填充料（铠装）、外绝缘。

高压电缆结构

当然，铠装高压电缆主要用于地埋，可以抵抗地面上高强度的压迫，同时可防止其他外力损坏。高压单芯电缆外护套破损会造成不同程度的危害，主要表现在两方面：一方面，很容易使电缆外护套形成接地回路，产生环流，进而使电缆外护套发热，造成电缆输送容量大幅度降低；另一方面，由于受到持续放电的影响，铝套很容易被电化腐蚀，空气及水分会顺着破损处进入绝缘，加快主绝缘老化的速率，很容易造成局部放电和引发电树枝，进而无法保证电缆长期运行的安全系数，严重影响电缆的使用寿命。所以进行电缆外护层的检测和故障处理十分必要。

2、故障原因一般造成电缆外护套绝缘低的原因由以下几个方面，第一是大多是由于敷设过程或包括填土及盖板过程中外力损伤所至。第二是运行后的护套缺陷通常由于接地箱进水，原有缺陷点的劣化，接地线分叉部分透潮使绝缘电阻下降等原因造成，有时因为电缆埋设过深，或周围情况复杂，使定位十分困难，有些缺陷点历经多年不能解决，给运行留下了隐患。

110kV及以上电力电缆均为单芯电缆，单芯电缆的外护层是电缆的重要组成部分，其绝缘状态的优劣，直接影响着电缆的使用寿命和电网的安全可靠运行，其原因有以下三点：

a.护套破损导致电缆金属屏蔽层出现多点接地，金属屏蔽层会产生环流造成损耗发热，导致绝缘局部过热并加速绝缘老化，严重影响到主绝缘的寿命。

b.护层绝缘损伤导致水分侵入，主绝缘产生水树老化的概率增加，对电缆寿命产生严重影响。

c.主绝缘在金属护层被腐蚀处产生电场集中，易产生局部放电和引发电树枝，对电缆的短期运行安全造成威胁。

二、故障点判断及排查方法

1、电桥法

高压电缆本身的结构特点的特殊要求，使其外护套故障不能采用回波反射法原理进行预定位，一旦高压电缆外护套绝缘发生破损，一般采用是高压电桥法（下称电桥法）来进行预定位。如果电气试验中发生电缆外护套耐压通不过的情况，第一步要先确定发生故障的原因是低电阻还是高电阻接地产生的，一般情况下，接地电阻小于100KΩ为低电阻接地故障，而大于100KΩ则为高电阻接地故障。如果是高电阻接地故障，一般的解决办法是通过烧穿使其呈低电阻状态，采用的设备通常是由上海慧东公司生产的GZD型高压电桥及HDM耐压、脉冲及恒流烧穿源一体机进行检测。电桥法的测定方法依据的是线芯电阻均匀，与长度成比例。首先将被测电缆出现故障的铝套与完好的铝套短接，然后电桥两臂再分别与故障的铝套和非故障的铝套相接，之后再调节电桥上的可调电阻器，使电桥平衡，最后利用电桥的电阻及长度的比例关系和已知的电缆长度就能计算出发生故障的距离。一般情况下，故障点的绝缘电阻的大小是由多种因素共同决定的，如外护套的损伤程度、故障点与湿土壤或水的接触程度等。电缆出现故障后可以在故障电缆的两端采用上述的电桥定位法，电桥定位法可以准确定位出故障点的位置。

2、跨步电压法

跨步电压法是通过两根接地铁钎，寻找土壤中电势最低点而精确定点。在故障点处流入大地的测试电流导致故障点处为正负电压峰值转换点，在故障点前接近故障时，跨步电压增加，越过故障后跨步电压减小，并且极性改变，在接地故障点正上方时，指针停在零位，此处既为电缆故障点的准确位置。本方法是针对外护套故障的特点，采用压降法初测电缆外护套的接地故障，再用跨步电压法精准查找故障点。

3、高压闪络法

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。