張煜榮

（廣東電網(wǎng)公司江門新會(huì)供電局，廣東 江門 529100）

10kV電纜故障查找方法以及對(duì)策分析研究

張煜榮

（廣東電網(wǎng)公司江門新會(huì)供電局，廣東 江門 529100）

通過對(duì)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(duì)策，以減少人物力投入，縮短事故事件，從而為社會(huì)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

10kV電纜；故障查找；對(duì)策

0 前言

當(dāng)前我國(guó)改革開放不斷深入發(fā)展，工業(yè)用電和居民用電不斷增長(zhǎng)，不僅電力建設(shè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，電力檢修更需要與時(shí)俱進(jìn)，跟上電力科學(xué)技術(shù)發(fā)展的步伐。由于10kV電纜是高壓電力電纜，鋪設(shè)在地下，加大了故障查找工作的難度。故障發(fā)生的概率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而增長(zhǎng)，針對(duì)10kV電纜惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及復(fù)雜的線路情況，傳統(tǒng)的精確定位法不僅無法快速找到故障點(diǎn)的確切位置，還會(huì)影響附近地區(qū)的供電穩(wěn)定。所以本文依據(jù)10kV電纜故障發(fā)生的主要原因，結(jié)合當(dāng)前故障查找新技術(shù)的實(shí)踐情況，重點(diǎn)對(duì)10kV電纜故障查找的方法以及策略進(jìn)行探討分析。

1 造成10kV電纜故障發(fā)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(duì)供電造成的不利影響，我們有必要對(duì)10kV電纜故障發(fā)生的主要原因進(jìn)行分析。筆者根據(jù)當(dāng)前10kV電纜故障的研究資料，結(jié)合自身在10kV電纜故障查找工作中的實(shí)踐情況，將10kV電纜故障發(fā)生的原因分為以下幾個(gè)方面：

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

（2）電源外皮的電腐蝕，主要指電纜埋設(shè)處附近有強(qiáng)力電場(chǎng)，容易出現(xiàn)外皮鋁護(hù)套腐蝕擊穿的現(xiàn)象，導(dǎo)致潮氣侵入，絕緣破壞等。

（3）絕緣老化，主要指電纜絕緣長(zhǎng)期在電和熱的作用下，物理性能發(fā)生變化，從而導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度降低或介質(zhì)損耗增大而最終導(dǎo)致絕緣老化。絕緣老化在10kV電纜故障的發(fā)生原因中也較為常見，占到了引起故障發(fā)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(zhǎng)時(shí)間的高壓負(fù)荷、電纜靠近熱源、電纜型號(hào)不適當(dāng)、以及絕緣介質(zhì)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(hù)層有孔或裂紋。絕緣受潮會(huì)影響電纜絕緣層的完整性以及絕緣性能的質(zhì)量，進(jìn)而破壞10kV電纜的安全運(yùn)行。電纜絕緣受潮是造成10kV電纜故障發(fā)生的一個(gè)多發(fā)原因，可以占到引起故障發(fā)生率的10％左右，雖然概率不是很高，但是由于絕緣受潮易導(dǎo)致電纜電路出現(xiàn)短路、斷路等事故，所以會(huì)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(jìn)水、電纜裂縫以及金屬護(hù)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(yùn)用何種檢修方法，都應(yīng)當(dāng)根據(jù)制定的步驟和程序，有條不紊的執(zhí)行。在10kV電纜故障查找中，一般按照以下步驟來測(cè)尋故障點(diǎn)，首先是確定故障的性質(zhì)，其次是對(duì)電纜故障位置進(jìn)行粗測(cè)定位，然后是探測(cè)故障的路徑，最后就是精確定位故障發(fā)生的位置，如圖1所示。以上步驟的運(yùn)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(diǎn)測(cè)尋步驟

一般電橋法的基本原理就是利用故障點(diǎn)兩側(cè)的電纜線芯電阻與比例電阻構(gòu)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(hù)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(cè)量，先進(jìn)行故障點(diǎn)粗測(cè)定位，然后利用故障點(diǎn)兩側(cè)的電纜線芯電阻與比例電阻構(gòu)成Whitestone/Murray電橋，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)，但是由于過去低壓電橋法測(cè)量電壓低，通常被認(rèn)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(fā)射法

圖2 電橋法示意圖

低壓脈沖反射法的原理就是依據(jù)傳輸線的電波會(huì)形成發(fā)射現(xiàn)象，并根據(jù)故障位置反射脈沖和發(fā)射脈沖二者之間的時(shí)間差來定位故障點(diǎn)。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(fā)射低壓脈沖，該脈沖沿電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)，如短路點(diǎn)，故障點(diǎn)，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測(cè)試點(diǎn)儀器被記錄下來。并根據(jù)波形上發(fā)射脈沖與反射脈沖的時(shí)間差乘以脈沖的傳播速度，就可計(jì)算出電纜的故障距離。低壓脈沖發(fā)射法具有試驗(yàn)簡(jiǎn)單，不需要掌握線路原始資料，無需高壓脈沖產(chǎn)生設(shè)備，安全，簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，但是也因?yàn)橹贿m合在低阻故障中使用具有一定的局限性。

2.3 高壓閃絡(luò)法

目前在電纜故障查找中，高壓閃絡(luò)法可以分為直流高壓閃絡(luò)法與沖擊高壓閃絡(luò)法。其中直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法適合測(cè)量閃絡(luò)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(diǎn)擊穿放電，發(fā)生閃絡(luò)，該閃絡(luò)將在電纜中產(chǎn)生一個(gè)電壓躍變，這個(gè)躍變的電壓將以電波的形式在電纜的測(cè)試端與故障點(diǎn)之間來回反射。并通過記錄下波形，測(cè)出電波來回反射一次的時(shí)間，再根據(jù)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(luò)測(cè)試法適合處理大部分閃絡(luò)故障，斷路和低阻、短路性故障。沖擊高壓閃絡(luò)測(cè)試法與直流高壓閃絡(luò)測(cè)試法的主要不同是，在儲(chǔ)能電容與電纜之間串入一個(gè)球形間隙，首先，通過調(diào)節(jié)升壓器對(duì)電容充電，當(dāng)電容電壓足夠高時(shí)，球形間隙擊穿，電容對(duì)電纜放電，這一過程相當(dāng)于把內(nèi)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(luò)法還是沖擊高壓閃絡(luò)法，其操作都相對(duì)簡(jiǎn)單安全，但是不宜使用較高的電流，會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)電阻下降太快進(jìn)而無法準(zhǔn)確的判斷故障位置。

2.4 二次脈沖法

針對(duì)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(wěn)定準(zhǔn)確。可以結(jié)合低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)法的特點(diǎn)，應(yīng)用二次脈沖法來測(cè)量電纜中的高阻與閃絡(luò)性故障。二次脈沖法的原理就是依靠對(duì)故障電纜釋放高壓脈沖的同時(shí)，再次釋放一個(gè)低壓脈沖，對(duì)這兩次脈沖形成的反射波形做重疊處理，故障點(diǎn)的位置就是兩個(gè)波形形成的分叉點(diǎn)，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(cè)定位，此時(shí)必須調(diào)整放電球的位置和間隙，同時(shí)增大電壓到放電球放電，然后根據(jù)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(duì)于傳統(tǒng)故障查找法，可以極大簡(jiǎn)化故障波的波形，便于技術(shù)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(jié)束語(yǔ)

總而言之，我國(guó)電力電纜故障測(cè)試技術(shù)水平在近些年中得到了很大的提高，對(duì)于不同特點(diǎn)的故障應(yīng)采用相應(yīng)有效的檢測(cè)方法。電力電纜故障點(diǎn)定位應(yīng)借助先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器和檢測(cè)設(shè)備，準(zhǔn)確地、快速地確定電力電纜故障點(diǎn)的位置，為及時(shí)處理故障贏得寶貴時(shí)間。

圖3 二次脈沖法示意圖

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

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