分析高压电缆金属护套接地故障如何快速定位

　　随着城市环境的改善和城市电网改造的深入，生产运行部门的高压电缆越来越多，高压电缆的维护问题尤显重要，其维护中关键的一环是：金属护磁接地故障的快速定位显得非常重要，并值得推广，以帮助运行维护人员及时解决问题，避免故障扩大，保障电缆线路安全运行。

　　2　高压电缆金属护套接地方法的重要性和异常接地的危害性

　　高压电缆由于其结构采用单芯结构，从电磁学原理上这将必然引起金属护套上出现感应电压，如果接地方式不当，此感应电压会在金属护套上形成很大的感应电流，这将对电缆输电线路带来两大主要危害;其一是大大降低电缆输送电力的能力(约三分之一左右)，其二是引起金属护套发热使主绝缘降低，缩短电缆的正常运行寿命。因此，高压电缆金属护套必须采用合适的接地方式。一般对于短线路，金属护套应采用一端直接接地，另一端经过电压保护器接地;对于长线路，金属护套应在绝缘接头处按规定的规则通过电缆交叉互连箱交叉换位，两终端直接接地。采取这些正确措施后则可将环流减至最小，满足正常运行要求。

　　以上所说均为正常情况，而一旦电缆金属护套外的绝缘护层受伤、破损、形成金属护套一点或多点接地则会破坏高压电缆金属护套的正确接地规则，使金属护套与大地形成较大的环流，附加损耗增加、降低电缆输电能力。电缆温度增高、线损增大，会进一步使电缆温度上升，长期还会危及主绝缘、缩短电缆线路的正常运行寿命，影响线路的安全运行。因此不论是敷设过程还是运行中均应注意保护绝缘外护层不破损，一旦破损或耐压不够或环流增大，则必须尽早采取措施，排除故障。这一点与三芯结构的中、低压电缆是不一样的，必须引起足够的重视。

　　综上所述，高压电缆金属护套接地必须及时发现、及时处理。这应分为以下3个步骤：

　　(1)判断有无问题。一般通过外观检查，或用1 kV/1min直流耐压，或采用上述方法之综合。

　　(2)有问题时应及时进行接地点的查找。

　　(3)处理、恢复绝缘对异常接地点。

　　3　高压电缆金属护套异常接地点的查找步骤

　　高压电缆金属护套异常接地点的查找是本文要叙述的主要内容。接地点查找应分三步进行：

　　(1)粗测：由于电缆结构上的区别，这一步与测主绝缘的故障不同，不能用低压脉冲法或冲闪法(高压脉冲法)测试，一般用电桥法进行测试。

　　(2)在粗测基础上探查电缆路径(可大大减少定位工作量)。这一步的具体测试方法与中低压电缆查路径方法相同。

　　(3)在上述两点的基础上进行故障点精确定位。

　　为了快速准确地找到金属护套异常接地，建议配置以下设备：

　　a.大功率高压信号发生器0~10 kV/0.1~0.5 A，具有直流及脉冲输出两种功能。其中10 kV/0.1 A直流输出，用于电缆护套1 min耐压试验，10kV/0.2 A、5 kV/0.5 A脉冲输出用于故障点定位。

　　b.高灵敏磁电同步的电位差测试仪，用于直埋高压电缆。

　　c.高灵敏大钳口感应电流测试仪，用于隧、沟道的架空高压电缆，亦能用于穿波纹护管的高压电缆。

　　4　高压电缆金属护套异常接地点的定位方法

　　(1)直埋高压电缆金属护套异常接地点的定位方法直埋高压电缆金属护套出现异常接地时，接地点从物理学上可以看成是一个电位沿经向递减的半球体的圆心。根据这样一个原理：定位时在故障电缆的某一端(一般应取近端或方便加信号发生器的一端)加上高压大功率信号发生器，并使其工作于脉冲方式，以区别于工频或其它现场干扰，且当接地电阻较大或接地处土壤较干燥时选10 kV输出，当接地电阻较小或接地处土壤较潮湿时选5kV输出，也可在现场以高压大功率信号发生器上的输出电流表指示的大小来进行选择，其表针在1/2~2/3处，较为适当，这样接地点处地面必然会出现幅值沿径向减小的等电位圆环。然后在粗侧并核查好路径的位置前后，用高灵敏磁电同步的电位差测试仪沿电缆路径走向逐步进行地面上跨步电压的检测，磁信号用于指示信号发生器是否工作正常以及检测是否在故障电缆路径上方，而电信号则用于反映电压梯度的大小，越接近接地点电压梯度越大，检测时要求测试仪的两个电极间距取1 m左右，直至找到梯度电压方向的变化点—即测试仪指示表指针极性变化点，继续往前移动，反方向的电压梯度则逐步减小，这个变化点下面即是金属护套的接地点。同样道理及方法再以与电缆路径的垂直方向做一次梯度测试，再找到一个变化点，这一点应与沿电缆路径所找到的点重合，建议重复上述步骤进一步确认。这样即可准确找到接地点，剩下的工作即是开挖和处理以恢复金属护套与大地的绝缘。

　　要注意的是高压电缆金属护套是多点接地点时，优先找到的可能是距离信号发生器近端的故障点或是接地点电阻最小的故障点，这样则需要逐点检测及排除。

　　(2)非直埋故障电缆的金属护套异常接地点的定位

　　这种情况适用于隧、沟道包括电缆穿管的情况。这种情况的检测基于接地点处前后电缆上通过的信号电流从有到无或从大到小的变化。出现这种现象是因为信号电流全部或部分由接地点处流入了大地。由于这样的的原理和现象，则可以用高灵敏的感应电流钳表去检测故障部位前后电缆上信号电流的大小，找出大小或有无变化的点，这个变化的点就是接地点部位，再结合人工仔细观察找到具体接地点应该不是难事。

　　为适合不同的电缆截面及穿管情况，Φ125及Φ250两种灵敏检测钳供选择。

　　注意：高压电缆金属护套出现多点接地情况时则需要逐点进行排除。

　　5　结论

　　通过以上论证及分析可知：高压电缆由于其结构的特性，要求它的金属护套接地必须严格按照正确规则。当出现异常接地时，必须及时进行查找及排除。而为了保证这一点，除应积极和重视外就是选择合适设备及方法以提高效率，缩短维护周期，保障高压电缆线路安全运行。