李有生

摘要：隨著國民經濟的迅速發(fā)展，對電力穩(wěn)定的要求也越來越高，10KV電纜逐漸廣泛應用于電網體系中。電纜故障對地區(qū)電力穩(wěn)定產生影響，造成較大的經濟損失。本文對10KV電纜的故障類型、故障原因以及故障現場查找方法進行分析，為10KV電纜故障排查以及處理提供依據。

關鍵詞：10KV電纜;故障分析;現場查找

前言

10KV電纜具有適應性強、供電效率高、隱蔽性好的特點。隨著國民經濟的發(fā)展，對電力功能的要求也在提高，10 KV電纜線路已經廣泛的應用于供電網絡。但是電纜線路埋設于地下，相對隱蔽，因此對故障檢測和維修造成了困難[1]。為了確保電網的正常穩(wěn)定運行，及時修復電力故障，需要及時定位電纜故障位置、確定故障類型與故障產生原因，及時處理故障，滿足國民經濟的電力需求。

1 10KV電纜常見故障類型

10KV電纜線路經常會出現短路、閃絡、低阻等多種故障，在電纜線路檢測時，需要對電纜故障分類進行研究，進一步確定電纜故障產生原因。

1.1 斷路故障

斷路故障主要是由于各種原因，電纜線路突然斷開，電纜線路的絕緣阻抗突然變?yōu)闊o窮大，從而導致電纜線路中斷，用戶無法接受電信號反饋。斷路故障的發(fā)生與電纜線路本身質量有關，也有可能遭到外力破壞。10KV電纜線路外徑較大，小損傷無法及時觀察，因此導致了斷路故障，影響了使用性能[2]。

1.2 閃絡故障

當電纜線路的電流型號閃絡表面的輸入電壓超過某個臨界點所產生的的電纜故障，該故障主要表現為線路的電路突然增加，而且終端電流測試不穩(wěn)定，電流表指針表現為閃絡搖擺。這種電路故障導致電纜傳輸電信號不穩(wěn)定，對終端接收電信號造成影響。10KV線纜線異常，線路負荷重，而且電纜所經過的區(qū)域相對復雜，在傳輸的過程中，會引發(fā)高阻泄露故障，導致線路過流保護不靈敏。

1.3 低阻短路故障

低阻短路故障主要表現在電纜線路的絕緣電阻突然降低，電流傳出無損耗，而且直流電阻呈現金屬接地的特征，電纜發(fā)生短路。當前我國10KV電纜線路常見于山路或樹木較多的地區(qū)，在相對惡劣的天氣環(huán)境下，電纜線路會遇到多種因素的影響，導致電聯線路運行故障。短路故障引發(fā)主變跳閘，出現跳閘事故。

1.4 高阻泄露故障

高阻泄露故障主要表現為某段電纜線的絕緣電阻較高，隨著輸入信號的增強，漏電信號也隨之增強，引發(fā)線纜線路泄露風險。

2 10KV電纜故障產生原因

10KV電纜故障的原因很多，主要包括電纜線路敷設、電纜制作工藝不良、電纜老化和外力破壞幾種原因，具體故障原因如下。

2.1 電纜線路敷設

電纜線路敷設工藝必須嚴格按照敷設工藝，但是因為10KV電纜線路敷設環(huán)境復雜，敷設過程相對復雜，因此敷設存在的問題會引發(fā)電纜故障。電纜線路敷設主要表現在機械操作不規(guī)范引發(fā)的問題，敷設過程中造成絕緣層的損傷但是未能及時發(fā)現，導致電纜線路發(fā)生高阻泄露故障[3]。電纜接頭工藝要求高，必須要求施工隊伍熟悉操作規(guī)范、至少具備兩年的接線經驗，但是實際操作過程中，施工隊伍質素良莠不齊，培訓時間和訓練時間不足，最終導致電纜敷設出現問題。施工過程中，敷設電纜完全不夠而強行彎曲敷設、電纜接頭施工時絕緣暴露在空氣中，都會引發(fā)安全隱患。

2.2 電纜制作工藝不良

雖然我國的高壓電纜制作工藝已經相對成熟，而且進場的都是合格的產品，但是在生產過程中，為了搶工期而大量趕工，導致電纜線路質量問題，為電纜帶來安全隱患。10KV電纜要求高，必須按照規(guī)范生產，而且必須進行相關檢測和試驗。但是因為生產工藝不良而引發(fā)的電纜故障依然存在，主要表現在電纜的絕緣偏心、絕緣屏蔽不均勻，而且絕緣層內存在雜質，引發(fā)線纜線路缺陷，繼而引發(fā)電纜故障。制造工藝不良也會引發(fā)電纜頭質量問題，當前電纜終端接頭和中間接頭在10KV電纜故障中較為常見，主要是因為生產過程不夠嚴格，電纜接頭質量問題而埋下故障隱患。

2.3 電纜老化與絕緣受潮

10KV電纜作業(yè)環(huán)境相對復雜，在惡劣天氣情況下，會加速電纜線的腐蝕與老化。10KV電纜線長期裕興在高電壓環(huán)境中，引發(fā)電纜絕緣層發(fā)熱，而在受潮的情況下，致線纜泄露嚴重，引發(fā)電纜故障。電纜遭遇腐蝕以及長時間運行產生的老化，也會影響電纜絕緣層，引發(fā)電纜故障。相關的研究表示，20%的電纜故障都和電纜絕緣劣化有關。

2.4 外力破壞

10KV電纜線路一般埋設于地下，相對隱蔽，但是在城市基礎建設過程中，需要對地面進行開挖，引發(fā)電纜線路風險。電纜溝和隧道內的電纜相對安全，但是沒有保護的電纜容易遭到外力破壞。隨著城市的發(fā)現，外力破壞引發(fā)電纜故障逐漸增多，主要是因為操作人員不了解電纜線路、施工方和用電管理部門溝通不足、暴力施工等，導致電纜絕緣層遭遇破壞，電纜被挖斷。在某城市的市政施工過程中，挖掘機挖掘路面挖斷電纜，從而引發(fā)電纜故障。引發(fā)故障的原因是市政施工單位在未了解電纜線路的前提下盲目開工，而且挖斷電纜后掩埋，隱瞞事故，造成了較大的經濟損失。

3 10KV電纜故障現場查找方法

3.1 電橋法

采用直流單臂電橋測量電流的故障。10KV電纜正常工作是相對穩(wěn)定的，通過測量測試點到故障點的電阻以及長度，分析其中電流電壓的變化，從而了解故障位置以及故障發(fā)生的原因。電纜的長度與電阻成正比，該方法是分析電纜線故障的傳統(tǒng)方法，應有較為方便，廣泛應用于電纜檢測中。在檢測是，需要根據電路分布構建電壓與阻抗的函數關系，并且計算其中阻抗的變化，常用于較短電纜線的故障點閃絡測試，測試的結果與儀器精度、測量人員專業(yè)水平相關。

3.2 行波法

電磁波具有反射特性，10KV電纜線電流運行時具備電磁波信號，脈沖信號在正常運行的電纜線路中正常進行，到達故障點時，因為阻抗不匹配會導致脈沖信號反射，通過捕捉發(fā)射脈沖信號，可以確定故障點位置，能夠定位故障位置，為分析故障原因提供依據，常見的行波法包括低壓脈沖反射法、高壓脈沖反射法、沖擊電流波、二次脈沖反射法：（1）低壓脈沖反射法，采用低壓脈沖輸入故障電路，檢測脈沖反射信號，對脈沖在電路中的傳播速度以及反射強弱確定故障距離，從而確定故障位置。（2）高壓脈沖反射法，高壓脈沖超過電纜時會產生擊穿現象，利用高壓脈沖擊穿并且反饋的信號，分析故障點到測試點為距離，從而確定故障點位置。（3）沖擊電流波，將高壓脈沖輸入10KV電纜線路中，當高壓脈沖超過臨界點時會瞬間擊穿出現閃絡發(fā)射出脈沖信號，脈沖到達故障點時會出現反射，反射回到測試點，通過分析脈沖時間可以確定故障點到測試點距離，確定故障位置。行波法操作簡單，可以相對值混卻的定位電纜故障位置，通過電流信號測試故障。但是對設備的要求較高，測試儀器的電波信號發(fā)射或捕捉不夠清晰，會對障礙分析產生影響，而且所受的干擾較大，測試誤差也相對較大，常用于低阻短路故障測試。

3.3 精確定位方法

精確定位方法是在大致了解故障分類以及故障位置后，借助于更加復雜的儀器進行精準定位，主要是采用聲波和電波實現精確定位，定位信號相對清晰，但是對于測試人員專業(yè)要求以及測試儀器的要求較高。精確定位方法通常包括聲測法、跨步電壓法、局部過熱法，具體為：（1）聲測法，將高壓脈沖輸入電纜內，高壓脈沖使電纜故障位置產生回波信號，測試回波聲音可以精確定位故障點位置，聲測法應用簡單，定位準確，具有廣泛的應用，測試過程中需要借助于聲音傳感器，采用反復聽側的方式確定測試點，聲波最大的位置即為電纜故障點。（2）跨步電壓法，輸入高壓脈沖信號，故障位置出現喇叭形的點位分布，將電壓表兩頭接在地上，故障位置電壓表指針會出現搖擺的情況，該方法主要應用于10KV電纜絕緣破損的情況。（3）局部過熱法，將高壓脈沖輸入電纜內產生擊穿效果，電纜故障處會產生發(fā)熱線線，通過接觸可以確定電纜故障位置。

4 10KV電纜故障檢測與定位流程

4.1 故障檢測與定位流程

10KV電纜產生故障后，維修人員應當及時利用儀器與設備開展測試，選擇合適的測試方法，盡快確定故障位置并解決，保障電纜線路的穩(wěn)定運行。電纜故障現場檢測與定位的流程如下：（1）確定故障類型，電纜線路故障發(fā)生后，對故障進行初步分析，分析電纜線長度、電纜接頭的位置、電纜鋪設方法以及電纜保護措施，利用歐兆表對故障線路進行絕緣測試，初步確定電纜故障類型，并且選用故障測試與定位方法。（2）測距，借助于測試方法明確故障位置到測試參考端的距離，通常采用脈沖法與電橋法定位電纜故障，脈沖法是明確距離的首選方法，擔心電纜鋪設的故障應該選用電橋法，通過確定故障點到參考點的距離，為后續(xù)的精確定位提供依據，能夠減少尋找時間，降低維修成本。（3）精確定位，利用聲測法、跨步電壓法、局部過熱法等方法開展精確定位，明確電纜線路故障的具體位置，為檢修提供依據[4]。

4.2 實例分析

6月17號，某段10KV電纜線路出線電纜在運行中擊穿，電纜不能運行。該段線路的木設備運行正常，但是甘物線經過I段動作時，開關跳閘，線路出線問題。經過分析，該段線路是由于某種原因產生的短路故障，經過查證發(fā)現甘物線出線電纜擊穿爆炸并且影響B(tài)、C相。采用行波法對故障進行分析，確定線路故障與測試點的距離，并且采用聲測法縮小故障范圍。通過聲測法的反復對比，發(fā)現電纜的故障位置為中間接頭，故障原因為電纜敷設未按照要求施工。在分析事故原因后，更換故障的中間接頭，并且開展電纜試驗，電纜恢復正常。

4.3 電纜故障預防措施

為了確保電纜運行正常，需要構建電纜故障預防體系。首先需要規(guī)范電纜線路以及配件招標，確保選擇的電纜線路以及配線能夠滿足需求，表明電纜的型號、電壓等級等參數，而且交接合格，構建責任人制度，明確采購人員與施工人員責任。其次需要加強電纜施工管理，確保電纜敷設滿足要求，選擇喜歡也的施工團隊。10KV電纜運行中，應該對電纜與性的溫度、負荷等進行實時監(jiān)測，做到早預防早檢修。

結語

10KV電纜廣泛應用于當前電網中，因為10KV電纜線路周圍環(huán)境復雜、電纜處于高溫高壓環(huán)境中，運行過程中會出現多種故障。面對電纜故障，首先必須確定電纜故障類型、故障發(fā)生原因、確定電纜故障位置，在排除外力破壞因素后，及時處理電纜故障，確保電纜正常運行。

參考文獻

[1] 國家電網公司. 電力電纜專業(yè)技術培訓材料. 北京：中國電力出版社， 2009

[2] 鄧瑞球 .10kV 電纜故障查找及定位技術探究 [J]. 電子世界 ，2014（18）：464-465.

[3] 艾占生.10kV 電力電纜接頭安裝圖集. 北京：中國電力出版社， 2012

[4]李鍵偉.論壓力容器無損檢測技術的選擇與應用[J].中國科技財富，2014（3）：11-13.