110kV及以上电缆线路外护套缺陷的测寻及修复

摘 要 运行中的110kV及以上电缆线路的外护套对电缆有着重要作用，一旦外护套受损有缺陷，一方面会破坏电缆金属护套的正确接地而产生环流，环流形成会使金属护套发热，电缆温度升高，降低电缆的输送能力；另一方面会加速外护套受损处金属护套的腐蚀老化，从而逐渐危及电缆主绝缘。所以，一旦发现外护套绝缘不合格存在缺陷，应对该绝缘不合格的缺陷点进行测寻并修复，以确保电缆线路的安全、稳定运行。

【关键词】电缆线路 外护套缺陷 测寻 修复

1 引言

汕头市自1992年第一条110kV电缆线路投运至今，已有220kV电缆线路3回、110kV电缆线路29回，线路长度120多公里。在汕头市区新建的输电线路工程中，110kV及以上电缆线路越来越被广泛运用。同时，市区内现有的110kV 架空线路也在逐渐入地，改造为电缆线路。今后，随着城市建设的不断发展，110kV及以上电缆线路在市区输电线路中占有的比例会越来越大，电缆线路的安全稳定运行对整个汕头中心片区电网的安全稳定都有着非常重要的意义。

110kV及以上电缆线路的外护套对电缆有着重要作用，它不仅起着防护作用，更重要的是起到电气绝缘作用。一旦外护套受损有缺陷，形成金属护套接地，则会破坏电缆金属护套的正确接地，使金属护套形成接地回路而产生环流，环流形成会使附加损耗增加，金属护套发热，电缆温度升高，从而降低电缆的输送能力；同时，外护套受损处的空气及环境中的水份将会快速侵入，加速金属护套的腐蚀老化，从而逐渐危及电缆主绝缘。所以，一旦发现电缆外护套受损有缺陷，就必须尽快进行修复，以确保电缆线路安全稳定运行。

目前，汕头供电局运行维护的110kV及以上电缆线路的外护套绝大多数采用的是波纹铅护套或铝护套挤压聚乙烯绝缘外涂石墨导电层，这两种外护套抗损能力较弱，使得在建设敷设或在运行中由于种种原因造成外护套受损存在缺陷。本文针对在工作中遇到的110kV及以上电缆线路外护套缺陷问题，简单介绍了对外护套缺陷的测寻及修复。

2 电缆线路外护套缺陷产生的原因

（1）厂家生产制造电缆外护套时存在缺陷。

（2）在建设敷设施工过程中造成外护套损伤。a.敷设前对工作现场未进行彻底打扫，使得电缆在敷设时被地面的硬物划伤。b.电缆穿管时未对预埋管的管口进行打磨，使得管口的毛刺划伤电缆。c.敷设时因牵引力过大或牵引头制造质量不好，造成在敷设时牵引头与电缆本体连接处断裂，外护套损伤。d.敷设时野蛮施工或放线滑轮摆放不当，造成电缆线外护套被割伤或挤伤。e.敷设完成后施工人员监护不到位，使得电缆线被人为损伤（如盖板、硬物砸伤等）。f.敷设完成后未将电缆牢固固定在支架上，造成电缆滑落砸伤。

（3）制作电缆中间接头时施工工艺不当造成缺损。a.制作中间接头时，引出的接地线密封工艺不好，造成进水受潮。b.竣工试验前，未将接地部份的石墨导电层刮除干净，造成放电通路。

（4）电缆线路运行中出现的缺陷。a.电缆运行中因外力破坏，造成外护套接地。b.电缆长期运行后，由于外护套受到外界物质的腐蚀，引起外护套自然老化而出现缺陷。

3 电缆外护套缺陷的分类

（1）低阻接地或短路缺陷：电缆金属护层对地绝缘电阻低于100千欧。

（2）高阻接地或断路缺陷：电缆金属护层对地绝缘电阻高于100千欧。

（3）闪络性缺陷：电缆金属护层对地绝缘在一定的电压下发生击穿，待绝缘恢复后击穿现象便完全停止。

4 电缆外护套缺陷的测寻

4.1 电缆外护套缺陷性质的确定

确定缺陷的性质是指确定缺陷电阻是高阻还是低阻，是闪络还是封闭性缺陷，是接地、短路还是两者的结合。确定缺陷的性质后，选择相应的测寻方法。

4.2 电缆外护套缺陷点的粗测

4.2.1 脉冲反射法

脉冲反射法是依据线路电磁波的传输及反射原理设计的。具体做法是根据电缆缺陷点电阻的高低，向电缆金属屏蔽施加不同的脉冲电压。脉冲电压以电磁波的形式在缺陷点与电缆终端之间往返反射。在电缆的终端将电磁波记录下来，便可根据电滋波波形求得电磁波往返反射的时间，再根据电磁波在电缆中传播的速度，计算出缺陷点到测试端的距离。脉冲反射法存在的不足：对于电缆外护套缺陷点的测寻，由于脉冲反射法受外界干扰比较严重，其误差可能会较大。

4.2.2 直流电桥法（工作原理及接线图见图1）

测量前将缺陷相（如A相）电缆的金属护套与合格相（如B相）金属护套用截面较大的导线相连进行跨接；两相电缆金属护套均采用铅（铅）护套，截面也相同，所以测得金属护套的截面为M，电阻率为ρ，从a点经合格相电缆外护套接到缺陷点电阻为R3，其电阻值为：

R3=ρ（2L-Lx）/M

缺陷点接地电阻值为：Re=ρLx/M

因电缆外护套出现缺陷有缺陷点，所以电桥失去平衡，电流表出现指示；根据电桥原理，调节电阻，使电桥达到平衡，电流表回零得：

R2/R1=R3/Re

R2/R1=（2L-Lx） /Lx

Lx=[R1/（R1+R2）]/2L

由此计算出缺陷点的大致位置。

4.2.3 压降比较法（工作原理及接线图见图2）

当调节电阻R，使直流毫安表在一定的直流电压下通过相等的电流，此时电缆外护套缺陷点离测试点的距离X可以用以下公式求得：

X=[U1/（U1+U2）]/L

公式中：U1为开关位置在“1”时电压表指示的电压。

U2为开关位置在“2”时电压表指示的电压。

L为电缆线路全长。

4.3 电缆外护套缺陷点的精测定点

确定出电缆外护套缺陷点的大致位置后，接下来工作是对该缺陷点进行精测定点。由于电缆外护套的绝缘等级比较低，因此应采用跨步电压法定点。目前，汕头供电局所采用的是英国Magple Model T271电缆外护套故障定位仪，根据跨步电压法来进行缺陷点的精测定点。Magple Model T271电缆外护套故障定位仪的工作原理及使用步骤如下：

工作原理：在对地绝缘的电缆金属外护套上施加一定的直流电压，一旦外护套有缺陷，经受不住这个试验电压，电流就会从该外护套缺陷点流出，经大地呈辐射状向四周流散，这时在外护套缺陷点处的电压降会出现峰值，离外护套接地点（即缺陷点）越近的地方电势就越强，离外护套接地点（即缺陷点）越远的地方电势就越弱，两者成正比关系。

使用步骤：使用Magple Model T271电缆外护套故障定位仪的两根金属探针，沿着该电缆线路的路径走向，均匀向前方移动，逐步量取跨步压降，根据外护套故障定位仪的指针摆动方向来确定电位差。当金属探针位于缺陷点附近时，指针摆动，摆动幅度较大，而且在缺陷点左右摆向相反，指向缺陷点位置。当金属探针位于缺陷点正中时，指针不摆动。这样就可以精确定出外护套缺陷点了。

5 修复外护套缺陷点

精确定出外护套缺陷点后，接下来的就是对缺陷进行修复。110kV及以上电缆线外护套缺陷修复的方法大致相同。现列举我局修复110kV官珠线、220kV正月线这2回电缆线路外护套缺陷的例子，简单介绍修复的步骤和工艺。

（1）根据上述方法测寻、定位出外护套缺陷点后，将缺陷点处的电缆开挖出8-10米，清除干净周边的砂土杂物，架高该段电缆。

（2）先用玻璃将外护套缺陷点处周围的石墨导电层刮除干净（一般刮除的长度为缺陷点向两侧外延40-50cm），然后用酒精擦抹干净玻璃刮除的地方，接着割除有缺陷受损的外护套。

（3）检查该处的金属护套是否有缺陷受损，如没有就可以继续开展进一步的缠绕包扎修复工作。

（4）第一步是使用绝缘带缠绕包扎裸露的金属护套，来回缠绕包扎3次共6层。其目的一方面是恢复外护套的内部绝缘，另一方面是起到填充的作用。

（5）第二步是使用3M防水带缠绕包扎在绝缘带上，共缠绕包扎3层，防水带需覆盖到电缆外护套酒精擦抹处。其目的是起到防水作用。

（6）第三步是使用半导电带缠绕包扎在防水带上，共缠绕包扎1层，半导电带需覆盖到电缆外护套酒精擦抹处外延5-6cm。其目的是将电缆两端的石墨导电层连接，起到导电作用。

（7）第四步是使用PVC自粘胶布缠绕包扎在半导电带上，共缠绕包扎2层，自粘胶布需将半导电带覆盖。其目的是提高抗外界腐蚀能力。

通过上述修复，原外护套缺陷点基本上能达到电缆线路原有的绝缘性能、防水效果、电气性能和密封性能等。

6 结论

对于运行中的电缆线路，运行人员应定期测量电缆外护套绝缘，如发现外护套绝缘不合格存在缺陷，应对该绝缘不合格的缺陷点进行测寻（粗测后精确定位），并尽快进行修复，以确保电缆线路的安全、稳定运行。

参考文献

[1]电力工程电缆设计规范.

[2]电力电缆-全国供用电工人技能培训教材.

[3]Magple Model T271电缆外护套故障定位仪使用说明.

作者单位

广东电网公司汕头供电局 广东省汕头市 515000