10kV电缆故障查找方法以及对策分析研究

张煜荣

（广东电网公司江门新会供电局，广东 江门 529100）

10kV电缆故障查找方法以及对策分析研究

张煜荣

（广东电网公司江门新会供电局，广东 江门 529100）

通过对10kV电缆故障的原因分析，提出了有效的10kV故障查找方法与对策，以减少人物力投入，缩短事故事件，从而为社会创造更好的经济效益和社会效益。

10kV电缆；故障查找；对策

0 前言

当前我国改革开放不断深入发展，工业用电和居民用电不断增长，不仅电力建设面临严峻的挑战，电力检修更需要与时俱进，跟上电力科学技术发展的步伐。由于10kV电缆是高压电力电缆，铺设在地下，加大了故障查找工作的难度。故障发生的概率随着运行时间的增加而增长，针对10kV电缆恶劣的现场环境以及复杂的线路情况，传统的精确定位法不仅无法快速找到故障点的确切位置，还会影响附近地区的供电稳定。所以本文依据10kV电缆故障发生的主要原因，结合当前故障查找新技术的实践情况，重点对10kV电缆故障查找的方法以及策略进行探讨分析。

1 造成10kV电缆故障发生的原因

为了快速高效的查找故障位置，减少10kV电缆检修工作对供电造成的不利影响，我们有必要对10kV电缆故障发生的主要原因进行分析。笔者根据当前10kV电缆故障的研究资料，结合自身在10kV电缆故障查找工作中的实践情况，将10kV电缆故障发生的原因分为以下几个方面：

（1）机械损伤，主要分为电缆安装敷设时造成的机械损伤，或安装后靠近电缆路径作业时造成的外力破坏直接引起的两种情况。机械损伤在10kV电缆故障发生的原因是最为常见和多发的，占到引起故障发生率的50％左右，而且一旦是机械损伤造成的10kV电缆故障，在查找故障工作中很容易导致停电事故。

（2）电源外皮的电腐蚀，主要指电缆埋设处附近有强力电场，容易出现外皮铝护套腐蚀击穿的现象，导致潮气侵入，绝缘破坏等。

（3）绝缘老化，主要指电缆绝缘长期在电和热的作用下，物理性能发生变化，从而导致绝缘强度降低或介质损耗增大而最终导致绝缘老化。绝缘老化在10kV电缆故障的发生原因中也较为常见，占到了引起故障发生率的20％左右。其中有很多因素造成了10kV电缆绝缘老化，比如长时间的高压负荷、电缆靠近热源、电缆型号不适当、以及绝缘介质性能的下降等因素。

（4）绝缘受潮，主要包括电缆中间头或终端头密封工艺不良或密封失效。电缆制造不良，电缆外护层有孔或裂纹。绝缘受潮会影响电缆绝缘层的完整性以及绝缘性能的质量，进而破坏10kV电缆的安全运行。电缆绝缘受潮是造成10kV电缆故障发生的一个多发原因，可以占到引起故障发生率的10％左右，虽然概率不是很高，但是由于绝缘受潮易导致电缆电路出现短路、断路等事故，所以会给正常供电带来极为不利的影响。造成电缆绝缘受潮的原因包括接头装置进水、电缆裂缝以及金属护套破裂等。

2 10kV电缆故障查找的方法及分析

在电力电缆的故障查找检修中，不管处理哪种电力线路，还是运用何种检修方法，都应当根据制定的步骤和程序，有条不紊的执行。在10kV电缆故障查找中，一般按照以下步骤来测寻故障点，首先是确定故障的性质，其次是对电缆故障位置进行粗测定位，然后是探测故障的路径，最后就是精确定位故障发生的位置，如图1所示。以上步骤的运用，将在以下具体故障中作分析。

2.1 电桥法

图1 电缆故障点测寻步骤

一般电桥法的基本原理就是利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，如图2所示。电桥法适合处理10kV电缆中的短路故障、低阻故障，外护套故障。具体而言，电桥法在10kV电缆故障查找工作中，首先在电缆一端短接故障相电缆和完好相电缆，在另一端使用仪器测量，先进行故障点粗测定位，然后利用故障点两侧的电缆线芯电阻与比例电阻构成Whitestone/Murray电桥，实现对故障点的精确定位。与其它电缆故障查找方法相比较，电桥法就有操作方便，使用成本低的优点，但是由于过去低压电桥法测量电压低，通常被认为不适宜高阻故障，具有一定的使用局限性。

2.2 低压脉冲发射法

图2 电桥法示意图

低压脉冲反射法的原理就是依据传输线的电波会形成发射现象，并根据故障位置反射脉冲和发射脉冲二者之间的时间差来定位故障点。低压脉冲反射法主要适合处理电缆故障中的低阻或者开路情况。该方法在具体的10kV电缆故障查找中，通过发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点，故障点，脉冲产生反射，回送到测试点仪器被记录下来。并根据波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差乘以脉冲的传播速度，就可计算出电缆的故障距离。低压脉冲发射法具有试验简单，不需要掌握线路原始资料，无需高压脉冲产生设备，安全，简便的优点，但是也因为只适合在低阻故障中使用具有一定的局限性。

2.3 高压闪络法

目前在电缆故障查找中，高压闪络法可以分为直流高压闪络法与冲击高压闪络法。其中直流高压闪络测试法适合测量闪络故障、高阻故障。该方法的原理是在故障电缆上施加直流电压，使故障点击穿放电，发生闪络，该闪络将在电缆中产生一个电压跃变，这个跃变的电压将以电波的形式在电缆的测试端与故障点之间来回反射。并通过记录下波形，测出电波来回反射一次的时间，再根据电波在电缆中的传播速度，就可以确定10kV电缆故障的位置。

冲击高压闪络测试法适合处理大部分闪络故障，断路和低阻、短路性故障。冲击高压闪络测试法与直流高压闪络测试法的主要不同是，在储能电容与电缆之间串入一个球形间隙，首先，通过调节升压器对电容充电，当电容电压足够高时，球形间隙击穿，电容对电缆放电，这一过程相当于把内阻接近于零的直流电源电压突然加到电缆上。无论是直流高压闪络法还是冲击高压闪络法，其操作都相对简单安全，但是不宜使用较高的电流，会导致故障点电阻下降太快进而无法准确的判断故障位置。

2.4 二次脉冲法

针对以上常用10kV电缆故障查找方法的局限性，为了更好的提高10kV电缆故障查找工作的稳定准确。可以结合低压脉冲法和高压闪络法的特点，应用二次脉冲法来测量电缆中的高阻与闪络性故障。二次脉冲法的原理就是依靠对故障电缆释放高压脉冲的同时，再次释放一个低压脉冲，对这两次脉冲形成的反射波形做重叠处理，故障点的位置就是两个波形形成的分叉点，不过上述方法的得到位置还不够精确，只是故障查找中的粗测定位，此时必须调整放电球的位置和间隙，同时增大电压到放电球放电，然后根据波形显示器精确定位故障位置，如图3所示。二次脉冲法相对于传统故障查找法，可以极大简化故障波的波形，便于技术人员判断故障的精确位置，提高了10kV电缆故障处理的效率。

3 结束语

总而言之，我国电力电缆故障测试技术水平在近些年中得到了很大的提高，对于不同特点的故障应采用相应有效的检测方法。电力电缆故障点定位应借助先进的测量仪器和检测设备，准确地、快速地确定电力电缆故障点的位置，为及时处理故障赢得宝贵时间。

图3 二次脉冲法示意图

[1]刘毅刚.电力电缆故障测寻原理和方法[J].广东电缆技术，2010（02）.

[2]陈鹏飞.高压电力电缆故障分析及探测技术[J].工矿自动化，2011（03）.