淺談10kV電力電纜故障的類型和測(cè)尋方法

龐濤

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生活的用電量日益增加，對(duì)電力的需求量越來越大，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行安全要求也越來越高。而作為連接各種電氣設(shè)備、傳輸和分配電能的電力電纜，以其安全、維護(hù)工作量少，穩(wěn)定性高，有利于提高電能的質(zhì)量并且美化城市等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，電力電纜所產(chǎn)生的故障在所有供電故障中占了相當(dāng)大的比重。

本文對(duì)10KV電力電纜故障類型和測(cè)尋檢進(jìn)行了研究，這些應(yīng)用可以直接找到故障點(diǎn)進(jìn)行處理，提高了故障測(cè)尋的效率，從而節(jié)省人力物力，縮短處理電纜事故的時(shí)間，創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

10KV電力電纜常見的故障原因：第一，機(jī)械損傷。（1）它是指電纜施工單位沒有嚴(yán)格的執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)要求使得質(zhì)量監(jiān)督工作人員以及施工質(zhì)量不能到達(dá)應(yīng)到的位置，導(dǎo)致電纜敷設(shè)存在安全隱患、電纜外部出現(xiàn)損傷，在電纜運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。（2）安裝時(shí)損傷：在安裝時(shí)不小心碰傷電纜，機(jī)械牽引力過大而拉傷電纜；（3）直接受外力損壞：在安裝后電纜路徑上或電纜附近進(jìn)行城建施工，使電纜受到直接的外力損傷；（4）行駛車輛的震動(dòng)或沖擊性負(fù)荷會(huì)造成地下電纜的鉛（鋁）包裂損；（5）因自然現(xiàn)象造成的損傷：因電纜自然行程使裝在管口或支架上的電纜外皮擦傷；因土地沉降引起過大拉力，拉斷中間接頭或?qū)w。第二，電纜負(fù)荷過大，它是指因?yàn)樵诟叻迤陂g供電負(fù)荷的電纜長(zhǎng)時(shí)間處在負(fù)荷運(yùn)行過大過程中，導(dǎo)致電纜運(yùn)行的溫度過高，超過了正常電纜運(yùn)行的允許溫度，使得電纜薄弱處、電纜終端接頭以及電纜中間接頭大氣與內(nèi)部過電壓作用，使電纜絕緣擊穿，形成故障，擊穿點(diǎn)一般是存在缺陷。第三，外界環(huán)境影響，它是指因?yàn)榈刭|(zhì)條件使得電纜保護(hù)層被電腐蝕、化學(xué)輻射等，一旦使用過一段時(shí)間之后，導(dǎo)致電纜外部的鉛皮受到超期侵入或者保護(hù)層失效，電纜直接被擊穿。第四，電纜接頭故障，因?yàn)殡娎|線路中電纜接頭是最為薄弱的一部分，如果工作人員在施工中出現(xiàn)施工不良、施工過失，則經(jīng)常導(dǎo)致電纜接頭發(fā)生故障。第五，施工工藝，它是指因?yàn)槭┕と藛T沒有嚴(yán)格的執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)要求或者沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，使得在制作電纜中間接頭以及電纜頭時(shí)施工人員的工藝質(zhì)量過于差，最終導(dǎo)致電纜經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行之后出現(xiàn)中間接頭爆裂或者電纜頭爆裂。

電纜故障的性質(zhì)與分類：（1）開路故障。若電纜相間或相對(duì)地絕緣電阻達(dá)到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，但負(fù)載能力較差。當(dāng)絕緣電阻=∞，即為斷線故障。（2）低阻故障。電纜相間或相對(duì)地絕緣受損，其絕緣電阻小到能用低壓脈沖法測(cè)量的一類故障。（3）高阻故障。電纜相間或相對(duì)地絕緣損壞，其絕緣電阻較大，當(dāng)絕緣電阻>100kΩ，不能用低壓脈沖法測(cè)量的一類故障，它是相對(duì)于低阻故障而言的。

電力電纜故障的測(cè)尋方法：第一，脈沖法分低壓脈沖反射法、脈沖電壓法和脈沖電流法。（1）低壓脈沖反射法，低壓脈沖反射法用于測(cè)量電纜的低阻、短路與斷路故障。低壓脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、直觀、不需要知道電纜的準(zhǔn)確長(zhǎng)度等原始技術(shù)資料。低壓脈沖反射法的缺點(diǎn)是不能適用于測(cè)量高阻與閃絡(luò)性故障。低壓脈沖反射法工作原理：測(cè)試時(shí)向電纜注入一低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測(cè)量點(diǎn)被儀器記錄下來，通過識(shí)別反射脈沖的極性，可以判定故障的性質(zhì)。（2）脈沖電壓法，又稱閃測(cè)法，是六十年代發(fā)展起來的一種高阻與閃絡(luò)性故障測(cè)試方法。首先使電纜故障在直流高壓或脈沖高壓信號(hào)的作用下?lián)舸缓螅ㄟ^觀察放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時(shí)間測(cè)距。脈沖電壓法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是不必將高阻與閃絡(luò)性故障燒穿，直接利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號(hào)，測(cè)試速度快，測(cè)量過程也得到簡(jiǎn)化，是電纜故障測(cè)試技術(shù)的重大進(jìn)步。脈沖電壓法的缺點(diǎn)如下：①安全性差。②在利用閃測(cè)法測(cè)距時(shí)，高壓電容對(duì)脈沖信號(hào)呈短路狀態(tài)，需要串一電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號(hào)，增加了接線的復(fù)雜性，且降低了電容放電時(shí)加在故障電纜上的電壓，使故障點(diǎn)不容易擊穿。③在故障放電時(shí)，分壓器耦合的電壓波形變化不尖銳，難以分辨。（3）脈沖電流分直流高壓閃絡(luò)與沖擊高壓閃絡(luò)兩種測(cè)試方法。直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法的應(yīng)用范圍：直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法用于測(cè)量閃絡(luò)擊穿性故障，在用高壓試驗(yàn)設(shè)備把電壓升到一定值時(shí)就產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法獲得的波形簡(jiǎn)單、容易理解。而一些故障點(diǎn)在幾次閃絡(luò)放電之后，往往造成故障點(diǎn)電阻下降，以致不能再用直閃法測(cè)試，故實(shí)際工作中應(yīng)珍惜能夠進(jìn)行直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法測(cè)試的機(jī)會(huì)。

第二，先用回路法再用沖閃法對(duì)故障點(diǎn)距離進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，根據(jù)電纜全場(chǎng)把正常相和故障相進(jìn)行連接，要求連接有的距離，連接完成后可以得出故障點(diǎn)的距離。

第三，用定點(diǎn)儀器對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位，有聲測(cè)定點(diǎn)法和音頻感應(yīng)法。（1）聲測(cè)法應(yīng)用范圍：主要用于測(cè)量高阻與閃絡(luò)性故障，對(duì)于低阻故障，也可使用該方法。（2）音頻感應(yīng)法應(yīng)用范圍：音頻感應(yīng)法一般用于探測(cè)故障電阻小于10歐的低阻故障。在電纜接地電阻較低時(shí)，故障點(diǎn)放電聲音微弱，用聲測(cè)法進(jìn)行定點(diǎn)比較困難。這時(shí)便需要用音頻感應(yīng)法進(jìn)行特殊測(cè)量。用音頻感應(yīng)法對(duì)兩相短路并接地故障，以及三相短路或三相短路并接地故障進(jìn)行測(cè)試，都能獲得滿意的效果，一般測(cè)尋所得的故障點(diǎn)位置之絕對(duì)誤差為1～2米。（3）高阻故障可用沖閃法測(cè)量，故障點(diǎn)電阻大于100Ω且數(shù)值確定。一般當(dāng)測(cè)試電流大于

15mA，測(cè)試波形具有重復(fù)性及可相重疊，同時(shí)一個(gè)波形有一個(gè)發(fā)射、三個(gè)反射且脈沖幅度逐漸減弱時(shí)，所測(cè)的距離為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試端的距離；否則為故障點(diǎn)到電纜測(cè)試對(duì)端的距離。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李海帆《電力電纜工程設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、檢修技術(shù)實(shí)用手冊(cè)》當(dāng)代中國音像出版社2004年版。