隨著電力建設(shè)的不斷增加，電力電纜在電網(wǎng)中數(shù)量在不斷增大，電纜的故障也不斷增多。其中由于電纜外護(hù)套損壞而導(dǎo)致電纜的故障比例也在不斷增大。能夠準(zhǔn)確快速地查找電纜外護(hù)套的損傷點(diǎn)，并及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，可以有效的減少電纜故障的發(fā)生，把事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。
1 外護(hù)套試驗(yàn)的必要性
我公司主要承擔(dān)110KV變電站的新建、改擴(kuò)建及對(duì)110KV交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜進(jìn)行鋪設(shè)工作。隨著現(xiàn)階段城市電網(wǎng)改造的需要。110KV的電纜鋪設(shè)長(zhǎng)度越來越長(zhǎng)，少則幾百米，多則幾公里。電纜的鋪設(shè)現(xiàn)一般多采用直埋、淺溝槽和電纜隧道鋪設(shè)等方式。由于鋪設(shè)長(zhǎng)度的要求和鋪設(shè)隧道彎道環(huán)境的限制，在人工鋪設(shè)和機(jī)器輸送過程中電纜外護(hù)套的受傷幾率據(jù)本人多年工作考證會(huì)占到鋪設(shè)總數(shù)的80%左右。由于電纜外護(hù)套是防止水分進(jìn)入主絕緣的第一道關(guān)口，因此對(duì)外護(hù)套故障點(diǎn)精確定位、修補(bǔ)就顯得尤為重要。
2 110kV電纜的一般結(jié)構(gòu)
110kV 電纜的結(jié)構(gòu)為一般為單芯。最里面的是導(dǎo)體，材質(zhì)有銅、鋁兩種，起載流作用。導(dǎo)體的截面越大，載流能力越強(qiáng)。包裹導(dǎo)體第一、二層為半導(dǎo)體和導(dǎo)體屏蔽層，起均壓作用。第三、四層為主絕緣和絕緣屏蔽層，可以隔絕導(dǎo)體上高電場(chǎng)對(duì)外界的作用。常見的絕緣材料有交聯(lián)聚乙烯，聚乙烯、聚氯乙烯等。主絕緣越厚耐電強(qiáng)度越強(qiáng)。第五層緩沖層，起阻水作用。第六層為金屬護(hù)套層，材質(zhì)一般用鋁或者鉛，起保護(hù)主絕緣和屏蔽感應(yīng)電壓的作用。第七層為橡膠或塑料外護(hù)套，起阻止腐蝕金屬護(hù)套、免受機(jī)械損傷和保護(hù)主絕緣的作用。最外層為半導(dǎo)體層，材質(zhì)一般為石墨。其作用是電纜敷設(shè)完成后，檢查電纜外護(hù)套是否破損時(shí)做為電極使用。
3 電纜外護(hù)套試驗(yàn)的方法
比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的判斷電力電纜外護(hù)套的方法中是火花試驗(yàn)法。具體做法如下：
3.1 加壓前需準(zhǔn)備的工器具：電源線、閘板、電壓表、電流表、直流豪安表、調(diào)壓器、升壓器、硅堆、限流電阻、導(dǎo)線、數(shù)字萬用表、裸銅導(dǎo)線、玻璃、鐵釘、圍欄繩、兆歐表等。
3.2 將電源線接到閘板的電源端，調(diào)壓器的輸入端接在閘板的輸出端，調(diào)壓器的輸出端接入升壓器的輸入端，在調(diào)壓器與升壓器之間要并上電壓表，串上電流表，把升壓器的尾頭與外殼的連線打開，將直流毫安表串入升壓器尾頭與接地外殼之間，把升壓器的外殼接地，將升壓器的高壓側(cè)串入硅堆接在電纜的鐵釘上，硅堆的箭頭方向指向升壓器側(cè)，硅堆與電纜連線之間串入限流電阻，毫安表的負(fù)極性接在升壓器的尾頭，正極性接地。
限流電阻限流電阻在1.5~2MΩ為宜。直流毫安表選擇15毫安檔。硅堆的反峰電壓應(yīng)有20%的裕度。
3.3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將電纜的兩頭翹起并與周圍相距不得小于10cm，在距電纜頭0.5米處用玻璃把半導(dǎo)體層刮去一圈，半導(dǎo)體的兩端間距不小于10cm，翹起電纜頭的支持物應(yīng)在刮去半導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)，將鐵釘訂在刮去半導(dǎo)體層的外側(cè)訂到鋁護(hù)套即可，用裸銅線綁在刮去半導(dǎo)體的內(nèi)側(cè)石磨層上一圈并接地，用圍欄將電纜的兩頭圍起，并派專人看守。
3.4 先用兆歐表初步判斷電纜外護(hù)套的好壞，若絕緣良好，則絕緣電阻一般在幾十兆歐以上。在絕緣受損的情況下，絕緣電阻在幾兆歐以下，甚至到零兆歐。
3.5 根據(jù)兆歐表的初步判斷，進(jìn)行加壓。加壓時(shí)要緩慢加壓，注意電壓表和毫安表的指針，當(dāng)電纜外護(hù)套擊穿后，電壓表會(huì)迅速下降，毫安表會(huì)迅速上升，毫安表指針可能達(dá)到滿刻度。由于倍壓整流直流發(fā)生器的整定值一般在2mA左右，因此該實(shí)驗(yàn)最好不要使用倍壓整流直流發(fā)生器。
4 故障點(diǎn)的查找
4.1 跨步電壓原理
人在電力線落地處附近走動(dòng)時(shí)，兩腳距離電線落地點(diǎn)一般不相等，那么兩腳之間就會(huì)有一個(gè)電壓，這個(gè)電壓就是跨步電壓。此原理說明任意兩點(diǎn)間，只要有電流通過兩點(diǎn)間的點(diǎn)位就不相同。當(dāng)電流方向發(fā)生改變時(shí)，說明電壓的方向也同時(shí)發(fā)生改變。
當(dāng)電力電纜發(fā)生外護(hù)套接地時(shí)，電流是向周圍發(fā)散的。距故障點(diǎn)越近，其跨步電壓越高。 電流的流向是從升壓器的尾部流出，高壓端流入的。
4.2 查找方法
首先將直流毫安表的電流升至5mA左右。若電流太小，則不易找出故障點(diǎn)，電流太大，則會(huì)擴(kuò)大故障點(diǎn)的受傷面積，嚴(yán)重時(shí)有可能燒壞鋁護(hù)套，破壞主絕緣。
數(shù)字式萬用表根據(jù)需要選擇直流毫伏檔或直流電壓檔。在電纜的半導(dǎo)體上測(cè)量跨步電壓。若距故障點(diǎn)較遠(yuǎn)，其跨步電壓不會(huì)超過2mv。萬用表的紅色表筆在前，黑色表筆在后。該表的極性指示為正極性，說明故障點(diǎn)在前方。距故障點(diǎn)越近，其跨步電壓越高?？绮诫妷旱母叩团c故障點(diǎn)的位置有很大關(guān)系。故障點(diǎn)與接地體越近其跨步電壓越高，故障點(diǎn)與接地體越遠(yuǎn)，跨步電壓越低。故障點(diǎn)旁的跨步電壓一般在0.5~60v之間。
查找故障點(diǎn)時(shí)，表筆的間距一般選擇在0.4~0.6米之間。每5~8米測(cè)量一次。紅色表筆選擇在與接地體較遠(yuǎn)處，黑色表筆選擇在與接地體較近處。紅、黑色表筆在測(cè)量時(shí)的前后方向不要改變。在測(cè)量的過程中發(fā)生極性變化后，說明故障點(diǎn)已在測(cè)量的后方?？s短測(cè)量間隔，找出極性變化部位，再精確找出“零”電位點(diǎn)，即可精確找到故障點(diǎn)。
有的電纜外護(hù)套的擊穿電壓外皮受傷重，有的則輕。受傷重的地方先擊穿。擊穿后試驗(yàn)電壓馬上會(huì)降下來?？筛鶕?jù)上述方法查找故障點(diǎn)，直至電壓升至規(guī)程要求并歷時(shí)1分鐘未被擊穿方能視為合格。也可以一次完成整條電纜的測(cè)量，找到所有的極性變換處的地方，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。
4.3 外護(hù)套故障點(diǎn)的處理
首先用玻璃刮去故障點(diǎn)周圍的半導(dǎo)體，檢查故障點(diǎn)內(nèi)的金屬護(hù)套是否受損。用密封防水膠填充已經(jīng)擊穿的外護(hù)層孔，已達(dá)到防水的效果。用3Ｍ23帶半搭接繞包故障點(diǎn)處，要求覆蓋至故障點(diǎn)兩端約8cm，以保證足夠的絕緣強(qiáng)度。用PVC膠布將3Ｍ23帶半搭接覆蓋一次，以保護(hù)3Ｍ23帶的絕緣作用。
判斷電纜外護(hù)套損傷程度最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法為火花試驗(yàn)法。在電纜長(zhǎng)度及電容量要求較大的現(xiàn)場(chǎng)，由于倍壓整流直流發(fā)生器的整定值一般約為2mA，因此該實(shí)驗(yàn)一般采用直流加壓方法。在查找故障點(diǎn)的過程中用兆歐表即可初步判斷電纜外護(hù)套的好壞，再利用跨步極性電壓法。根據(jù)跨步電壓的高低與故障點(diǎn)所處位置不同，而呈現(xiàn)出極性電壓數(shù)據(jù)的不同即可判斷電纜外護(hù)套損傷準(zhǔn)確部位和受傷程度。
據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)大部分電纜外護(hù)套受傷是由于電纜在上架構(gòu)固定時(shí)用角鐵的尖角所劃傷，為降低經(jīng)濟(jì)成本，增加企業(yè)效益。建議，工程隊(duì)在施工的過程中，用橡膠護(hù)套先將角鐵尖角包扎，電纜再上架構(gòu)固定。這樣可以防止電纜在搬運(yùn)過程中劃傷電纜。
