淺談10kV電力電纜故障的類型和測尋方法

龐濤

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會現(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，對電力的需求量越來越大，對電網(wǎng)的運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，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大的比重。

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

10KV電力電纜常見的故障原因：第一，機械損傷。（1）它是指電纜施工單位沒有嚴格的執(zhí)行施工標準要求使得質(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，在電纜運行一段時間后出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。（2）安裝時損傷：在安裝時不小心碰傷電纜，機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）行駛車輛的震動或沖擊性負荷會造成地下電纜的鉛（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，電纜負荷過大，它是指因為在高峰期間供電負荷的電纜長時間處在負荷運行過大過程中，導(dǎo)致電纜運行的溫度過高，超過了正常電纜運行的允許溫度，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，擊穿點一般是存在缺陷。第三，外界環(huán)境影響，它是指因為地質(zhì)條件使得電纜保護層被電腐蝕、化學輻射等，一旦使用過一段時間之后，導(dǎo)致電纜外部的鉛皮受到超期侵入或者保護層失效，電纜直接被擊穿。第四，電纜接頭故障，因為電纜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，它是指因為施工人員沒有嚴格的執(zhí)行施工標準要求或者沒有經(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)過一段時間的運行之后出現(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。若電纜相間或相對地絕緣電阻達到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端，但負載能力較差。當絕緣電阻=∞，即為斷線故障。（2）低阻故障。電纜相間或相對地絕緣受損，其絕緣電阻小到能用低壓脈沖法測量的一類故障。（3）高阻故障。電纜相間或相對地絕緣損壞，其絕緣電阻較大，當絕緣電阻>100kΩ，不能用低壓脈沖法測量的一類故障，它是相對于低阻故障而言的。

電力電纜故障的測尋方法：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量電纜的低阻、短路與斷路故障。低壓脈沖反射法的優(yōu)點是簡單、直觀、不需要知道電纜的準確長度等原始技術(shù)資料。低壓脈沖反射法的缺點是不能適用于測量高阻與閃絡(luò)性故障。低壓脈沖反射法工作原理：測試時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，脈沖產(chǎn)生反射，回送到測量點被儀器記錄下來，通過識別反射脈沖的極性，可以判定故障的性質(zhì)。（2）脈沖電壓法，又稱閃測法，是六十年代發(fā)展起來的一種高阻與閃絡(luò)性故障測試方法。首先使電纜故障在直流高壓或脈沖高壓信號的作用下?lián)舸缓?，通過觀察放電電壓脈沖在觀察點與故障點之間往返一次的時間測距。脈沖電壓法的一個重要優(yōu)點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，測試速度快，測量過程也得到簡化，是電纜故障測試技術(shù)的重大進步。脈沖電壓法的缺點如下：①安全性差。②在利用閃測法測距時，高壓電容對脈沖信號呈短路狀態(tài)，需要串一電阻或電感以產(chǎn)生電壓信號，增加了接線的復(fù)雜性，且降低了電容放電時加在故障電纜上的電壓，使故障點不容易擊穿。③在故障放電時，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)兩種測試方法。直流高壓閃絡(luò)測試法的應(yīng)用范圍：直流高壓閃絡(luò)測試法用于測量閃絡(luò)擊穿性故障，在用高壓試驗設(shè)備把電壓升到一定值時就產(chǎn)生閃絡(luò)擊穿的故障。直流高壓閃絡(luò)測試法獲得的波形簡單、容易理解。而一些故障點在幾次閃絡(luò)放電之后，往往造成故障點電阻下降，以致不能再用直閃法測試，故實際工作中應(yīng)珍惜能夠進行直流高壓閃絡(luò)測試法測試的機會。

第二，先用回路法再用沖閃法對故障點距離進行測試驗證，根據(jù)電纜全場把正常相和故障相進行連接，要求連接有的距離，連接完成后可以得出故障點的距離。

第三，用定點儀器對故障點進行精確定位，有聲測定點法和音頻感應(yīng)法。（1）聲測法應(yīng)用范圍：主要用于測量高阻與閃絡(luò)性故障，對于低阻故障，也可使用該方法。（2）音頻感應(yīng)法應(yīng)用范圍：音頻感應(yīng)法一般用于探測故障電阻小于10歐的低阻故障。在電纜接地電阻較低時，故障點放電聲音微弱，用聲測法進行定點比較困難。這時便需要用音頻感應(yīng)法進行特殊測量。用音頻感應(yīng)法對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行測試，都能獲得滿意的效果，一般測尋所得的故障點位置之絕對誤差為1～2米。（3）高阻故障可用沖閃法測量，故障點電阻大于100Ω且數(shù)值確定。一般當測試電流大于

15mA，測試波形具有重復(fù)性及可相重疊，同時一個波形有一個發(fā)射、三個反射且脈沖幅度逐漸減弱時，所測的距離為故障點到電纜測試端的距離；否則為故障點到電纜測試對端的距離。

參考文獻：

[1] 李海帆《電力電纜工程設(shè)計、安裝、運行、檢修技術(shù)實用手冊》當代中國音像出版社2004年版。