摘要：现阶段，在我国的城市中高架式电缆越来越多，但是其不仅危险程度高、维修风险大，还影响着土地利用率和市容美观。为了推动城市化的进程、保证人们的生活质量以及人身安全，地下高压电缆的普及是必然趋势。但电缆下地也给电缆故障检测带来困难，如何快速有效的解决电缆故障检测问题成了研究的重点。文章在分析了高压电缆绝缘接头绝缘故障原因的基础上，总结了现有电缆绝缘故障检测方法，分析了不同方法的利弊和适用场所，着重介绍了现有电缆接头绝缘故障检测产品的特点及其应用情况。为有效解决电缆、特别是电缆接头绝缘故障检测问题提出参考措施。
关键词：高压电缆；电缆接头绝缘故障；在线检测方法
引言
随着经济的快速发展，国家对电力的需求愈加旺盛，电力电缆是电力输变配的主要载体。与架空线相比，电力电缆敷设在十分复杂的电缆隧道或电缆沟内不仅满足电能远距离传输特性，还能使城市更加美观。但电力电缆长期运行在高电压、强电流环境中，电缆（特别是接头和终端部分）温度十分容易上升，可能会引起爆炸事故和火灾。电力电缆是电力系统里最为主要的输送电能的电力设施，它具有保障整个电力系统负荷稳定可靠运行的作用，因此对电力电缆接头进行绝缘缺陷仿真分析有非常重大的意义。
1常用的绝缘在线检测方法
在高压电力电缆运行系统中，绝缘技术是衡量高压电力电缆安全运行的关键指标。当前，主绝缘在线检测与护套层绝缘在线检测是各大电网企业常用的高压电力电缆绝缘在线检测方法。对电缆的主绝缘故障采用接地线电流法进行检测，对护套层绝缘故障采用环流法进行检测。一般来说，高压电力电缆护套层主要采用交叉互联换位排列方式，如排列方式呈正三角形则环流为零；如排列方式呈水平则环流大于零，但环流的绝对值不大。但是，护套层内常见绝缘故障为多点接地故障，导致接地电流较大，因而可通过检测接地电流来了解绝缘故障情况。如接地电流异常，可从两方面分析造成接地故障原因：一是多点接地故障造成绝缘故障；二是主绝缘故障导致泄露电流的增高。但在110kV及以上的高压电力电缆运行系统中，并没有更为明确的检测手段来鉴别到底是何种原因造成绝缘故障。
2电缆接头制作中出现的问题
电缆接头制造的高精密性要求制造商的产品完全依照标准生产，小部分的工厂难免为了利益因素或者赶工导致电缆本身的绝缘不匀称，体表存在小型瑕疵，绝缘层中混入杂质等等；电缆接头附件密封不严实，由于外部环境较差，使得接头暴露在空气中，让水分渗入造成电缆接头受潮；没有预留足够的管长使得电缆接头绝缘内缩，造成接头以及绝缘管的交界处有缝隙，在通电使用后，这个缝隙会不断释放出微小的电流，直到中间电缆接头被击穿。
3电缆接头绝缘状态检测方法
3.1高压电缆中间接头保护结构
因为可能会受恶劣环境因素的影响，比如受潮、外力破坏等，需要对敷设在地下的输电电缆的中间接头加装保护结构，加装的保护结构应该根据中间接头不同电压等级、不同形式而采用不同的方式。电缆的中间接头主要有绕包式、浇注式及预制式等几种。由于预制式电缆接头具有制作工艺简单、安装施工方便，受环境的影响相对较小等特点，所以其有者较广泛的应用。在高压电缆的接头中采用预制式的接头方式较多。预制式电缆接头的结构运行过程中绝缘出现缺陷（主绝缘含气隙、杂质污染、受潮等）则会引起局部的放电现象。另外，由于生产工艺的质量问题，施工人员的作业问题等，都有可能让电缆件在施工时埋下隐患，引起局部放电和电缆的击穿故障。
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3.2考虑电缆的长度要求
不管是变电所内的电缆出线段或是全电缆线路，在设计时应考虑电缆的长度要求，尽量避免使用中间接头。对重要回路的电缆，单独敷设于专门的沟道或耐火封闭槽盒内，或对其整条电缆施加防火涂料或防火包带。在必须采用中间接头部位，应在电力电缆接头两侧及相邻电缆2-3米长的区段内施加防火涂料或包带。
3.3预防性试验
过去，我国普遍使用的是预防性试验的方法。有些地区的预防性试验是按计划将电缆经固定周期停运，然后进行绝缘、运行方面的检测。这种检测方法从本质上来说是一种离线检测，需要断电才能够进行，存在着相当大的弊端。如进行一次检修所需的周期长，过程繁琐难以一次完成等等，难以满足供电配电的需求。并且使用离线检测的方法常常伴随着操作不够灵活、方便直观。在测量现场测量时，电磁干扰较大，使得到的结果不准确或是有些材质的高压电缆对此方法不适用。因此如何做到在线绝缘状态检测成为当今研究的热点，也成为电缆绝缘检测技术的必然趋势。
3.4测试接线
通常测试接线的方式应根据电线电缆的实际情况做出判断。通常情况下，在对含有金属保护套、屏蔽层的电线电缆进行绝缘电阻测试时，只对其在空气环境中的绝缘电阻做出检测，如果电线电缆为单芯电缆，则需要对其中每根单芯电缆都进行接线测试，以确保电线电缆整体测试质量。而如果测试的电线电缆中没有金属保护套、屏蔽层，在对其进行测试时，不仅应当在空气环境中检测绝缘电阻，还应当将待测电线电缆放入到水中检测，对待测电线电缆样品在水中的绝缘电阻进行接线检测。如果待测电线电缆为单芯电缆，则应对每根单芯电缆分别接线测试，如果待测电线电缆为多芯电缆，则只需电缆整体的绝缘电阻做出接线测试。
3.5超声波检测法
电缆接头绝缘故障时会在局部放电位置产生超声波，超声波检测电缆局部放电是通过检测辐射信号进行的，通过超声传感器来检测局部放电的辐射信号，可以捕捉到很微小的小火花放电，然后通过信号处理能够精确地定位故障位置。并且通过向电缆发送一定信号频率的超声波，通过检测其回传反射波的强弱更是可以知晓故障的原因所在。目前，超声波检测方法已经被应用于很多领域，研究表明，检测20-300kHz的声信号用以表征电缆局放特征最为合适。超声波检测法具有较大的优越性：（1）超声波检测法是一种非入侵式检测方法，不会对正在运行的电缆和设备造成影响，也无需进行断电检测，避免了周期离线检测所带来的不便。（2）超声波具有很强的定向性和很快的传播速度，能够对故障部位进行精准定位，同时也大大缩短了检测时间，大大提高了检测效率。（3）超声波检测使用成本低，检测效果精确，原理简单易懂，并且与其他检测方法比它还具有受现场电磁干扰小的优点，可以大大减少测量误差。（4）超声波检测法是一种新兴的检测方法，并且随着传感技术的提高，测量的精度也会大大提高，具有非常良好的市场前景。
结语
综上所述，电线电缆绝缘电阻的测试试验，是一个较为复杂且受影响因素较多的过程，为保证最终电线电缆绝缘电阻测试结果的准确性，在试验中应当熟悉影响试验结果的因素，然后在试验中对相关影响因素做出针对性控制，以此种方式来展开测试试验，才能有效降低测试试验中存在的误差，使试验检测保持较高的准确率，真实反映电线电缆的绝缘性能，对电线电缆的质量做出科学的评价。
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[4]刘斌，井涛，高松巍.基于超声波的沟槽电缆局部放电检测技术[D].沈阳工业大学，2018.
论文作者:居子建,何玉明,郑睿
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
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