10kV電纜故障查找方法以及對策分析研究

張煜榮

（廣東電網公司江門新會供電局，廣東 江門 529100）

10kV電纜故障查找方法以及對策分析研究

張煜榮

（廣東電網公司江門新會供電局，廣東 江門 529100）

通過對10kV電纜故障的原因分析，提出了有效的10kV故障查找方法與對策，以減少人物力投入，縮短事故事件，從而為社會創造更好的經濟效益和社會效益。

10kV電纜；故障查找；對策

0 前言

當前我國改革開放不斷深入發展，工業用電和居民用電不斷增長，不僅電力建設面臨嚴峻的挑戰，電力檢修更需要與時俱進，跟上電力科學技術發展的步伐。由于10kV電纜是高壓電力電纜，鋪設在地下，加大了故障查找工作的難度。故障發生的概率隨著運行時間的增加而增長，針對10kV電纜惡劣的現場環境以及復雜的線路情況，傳統的精確定位法不僅無法快速找到故障點的確切位置，還會影響附近地區的供電穩定。所以本文依據10kV電纜故障發生的主要原因，結合當前故障查找新技術的實踐情況，重點對10kV電纜故障查找的方法以及策略進行探討分析。

1 造成10kV電纜故障發生的原因

為了快速高效的查找故障位置，減少10kV電纜檢修工作對供電造成的不利影響，我們有必要對10kV電纜故障發生的主要原因進行分析。筆者根據當前10kV電纜故障的研究資料，結合自身在10kV電纜故障查找工作中的實踐情況，將10kV電纜故障發生的原因分為以下幾個方面：

（1）機械損傷，主要分為電纜安裝敷設時造成的機械損傷，或安裝后靠近電纜路徑作業時造成的外力破壞直接引起的兩種情況。機械損傷在10kV電纜故障發生的原因是最為常見和多發的，占到引起故障發生率的50％左右，而且一旦是機械損傷造成的10kV電纜故障，在查找故障工作中很容易導致停電事故。

（2）電源外皮的電腐蝕，主要指電纜埋設處附近有強力電場，容易出現外皮鋁護套腐蝕擊穿的現象，導致潮氣侵入，絕緣破壞等。

（3）絕緣老化，主要指電纜絕緣長期在電和熱的作用下，物理性能發生變化，從而導致絕緣強度降低或介質損耗增大而最終導致絕緣老化。絕緣老化在10kV電纜故障的發生原因中也較為常見，占到了引起故障發生率的20％左右。其中有很多因素造成了10kV電纜絕緣老化，比如長時間的高壓負荷、電纜靠近熱源、電纜型號不適當、以及絕緣介質性能的下降等因素。

（4）絕緣受潮，主要包括電纜中間頭或終端頭密封工藝不良或密封失效。電纜制造不良，電纜外護層有孔或裂紋。絕緣受潮會影響電纜絕緣層的完整性以及絕緣性能的質量，進而破壞10kV電纜的安全運行。電纜絕緣受潮是造成10kV電纜故障發生的一個多發原因，可以占到引起故障發生率的10％左右，雖然概率不是很高，但是由于絕緣受潮易導致電纜電路出現短路、斷路等事故，所以會給正常供電帶來極為不利的影響。造成電纜絕緣受潮的原因包括接頭裝置進水、電纜裂縫以及金屬護套破裂等。

2 10kV電纜故障查找的方法及分析

在電力電纜的故障查找檢修中，不管處理哪種電力線路，還是運用何種檢修方法，都應當根據制定的步驟和程序，有條不紊的執行。在10kV電纜故障查找中，一般按照以下步驟來測尋故障點，首先是確定故障的性質，其次是對電纜故障位置進行粗測定位，然后是探測故障的路徑，最后就是精確定位故障發生的位置，如圖1所示。以上步驟的運用，將在以下具體故障中作分析。

2.1 電橋法

圖1 電纜故障點測尋步驟

一般電橋法的基本原理就是利用故障點兩側的電纜線芯電阻與比例電阻構成Whitestone/Murray電橋，如圖2所示。電橋法適合處理10kV電纜中的短路故障、低阻故障，外護套故障。具體而言，電橋法在10kV電纜故障查找工作中，首先在電纜一端短接故障相電纜和完好相電纜，在另一端使用儀器測量，先進行故障點粗測定位，然后利用故障點兩側的電纜線芯電阻與比例電阻構成Whitestone/Murray電橋，實現對故障點的精確定位。與其它電纜故障查找方法相比較，電橋法就有操作方便，使用成本低的優點，但是由于過去低壓電橋法測量電壓低，通常被認為不適宜高阻故障，具有一定的使用局限性。

2.2 低壓脈沖發射法

圖2 電橋法示意圖

低壓脈沖反射法的原理就是依據傳輸線的電波會形成發射現象，并根據故障位置反射脈沖和發射脈沖二者之間的時間差來定位故障點。低壓脈沖反射法主要適合處理電纜故障中的低阻或者開路情況。該方法在具體的10kV電纜故障查找中，通過發射低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點，如短路點，故障點，脈沖產生反射，回送到測試點儀器被記錄下來。并根據波形上發射脈沖與反射脈沖的時間差乘以脈沖的傳播速度，就可計算出電纜的故障距離。低壓脈沖發射法具有試驗簡單，不需要掌握線路原始資料，無需高壓脈沖產生設備，安全，簡便的優點，但是也因為只適合在低阻故障中使用具有一定的局限性。

2.3 高壓閃絡法

目前在電纜故障查找中，高壓閃絡法可以分為直流高壓閃絡法與沖擊高壓閃絡法。其中直流高壓閃絡測試法適合測量閃絡故障、高阻故障。該方法的原理是在故障電纜上施加直流電壓，使故障點擊穿放電，發生閃絡，該閃絡將在電纜中產生一個電壓躍變，這個躍變的電壓將以電波的形式在電纜的測試端與故障點之間來回反射。并通過記錄下波形，測出電波來回反射一次的時間，再根據電波在電纜中的傳播速度，就可以確定10kV電纜故障的位置。

沖擊高壓閃絡測試法適合處理大部分閃絡故障，斷路和低阻、短路性故障。沖擊高壓閃絡測試法與直流高壓閃絡測試法的主要不同是，在儲能電容與電纜之間串入一個球形間隙，首先，通過調節升壓器對電容充電，當電容電壓足夠高時，球形間隙擊穿，電容對電纜放電，這一過程相當于把內阻接近于零的直流電源電壓突然加到電纜上。無論是直流高壓閃絡法還是沖擊高壓閃絡法，其操作都相對簡單安全，但是不宜使用較高的電流，會導致故障點電阻下降太快進而無法準確的判斷故障位置。

2.4 二次脈沖法

針對以上常用10kV電纜故障查找方法的局限性，為了更好的提高10kV電纜故障查找工作的穩定準確。可以結合低壓脈沖法和高壓閃絡法的特點，應用二次脈沖法來測量電纜中的高阻與閃絡性故障。二次脈沖法的原理就是依靠對故障電纜釋放高壓脈沖的同時，再次釋放一個低壓脈沖，對這兩次脈沖形成的反射波形做重疊處理，故障點的位置就是兩個波形形成的分叉點，不過上述方法的得到位置還不夠精確，只是故障查找中的粗測定位，此時必須調整放電球的位置和間隙，同時增大電壓到放電球放電，然后根據波形顯示器精確定位故障位置，如圖3所示。二次脈沖法相對于傳統故障查找法，可以極大簡化故障波的波形，便于技術人員判斷故障的精確位置，提高了10kV電纜故障處理的效率。

3 結束語

總而言之，我國電力電纜故障測試技術水平在近些年中得到了很大的提高，對于不同特點的故障應采用相應有效的檢測方法。電力電纜故障點定位應借助先進的測量儀器和檢測設備，準確地、快速地確定電力電纜故障點的位置，為及時處理故障贏得寶貴時間。

圖3 二次脈沖法示意圖

[1]劉毅剛.電力電纜故障測尋原理和方法[J].廣東電纜技術，2010（02）.

[2]陳鵬飛.高壓電力電纜故障分析及探測技術[J].工礦自動化，2011（03）.