摘要：近年来，信息技术快速发展，社会用电量也大幅度提升，保证用电效率以及用电安全是电力公司工作重点。目前很多电力电缆都铺设在地下，正是因为其复杂的运行环境，以致于发生故障很难直接找出故障区域，使电力运行安全性和可靠性受到影响，甚至还会极大地浪费物力、时间和人力。本文通过分析10kV电缆故障类型，借助查找定位技术来有效降低故障查找时间。
关键词：10kV电缆；故障；查找定位技术
电力电缆线路因长时间不间断运行而大幅度提高其发电网故障发生率，而出现故障的主要原因就和电缆以及相关附件出现老化有关，再加上日常检修维护不足，以致于查找故障的难度就随即增加。尤其对于铺设在地面以下电缆故障的查找更加困难重重，只有运用位技术寻找排查故障，才能够有效降低故障查找时间，由此保证供电安全。
110kV电缆的故障分析
一般情况下电力电缆敷设在地下，不占据地面的空间，且根据设计的要求，可以在电缆隧道中容纳高压线路。但敷设结束之后，会在地下保持固定，如果需要变更，不仅需要耗费更多成本，且工程技术要求较高，地下电缆线路需要专业的仪器进行检测。10kV电缆的故障通常有以下几种：
1.1热源损伤
热源损伤主要存在于地下管网之中，由于城市的地下管网形式复杂，电缆缺乏自身保护能力的情况下，如果出现技术问题，必然导致热击穿等事故。例如某变电所的10kV电缆在敷设过程中物建筑物与其它管线，但是后续因施工问题导致电缆被热力管线索损伤，电缆外部已经被锈蚀而这段，其电性能与物理性能显著下降，表面电场也随着导体与绝缘体之间产生间隙而导致事故的产生。由此可见，在出现热源损伤之后会产生明显的膨胀变化，都会因为热源而出现绝缘击穿事故，所以，通过温度可以判断绝缘电阻系数和电场强度。
1.2外力破坏问题
城市建设的快速发展，城市对于地上空间的要求不断提升，此时地下电缆成为了首要选择。虽然地下电缆处于低下，但是在电力运行维护与城市建设工作的过程中，很多施工过程对于电力设施的保护意识非常淡薄，此时电缆被毁坏的事件时有产生，电网安全受到了严重影响。从原因分析，道路建设、绿化工程、建筑施工等都需要使用大量的机械设备，这也是导致外力误伤的主要原因。电缆路径的指示只能通过标识牌来进行区分，且城市发展的过程中，如果开展了相应的地铁、市政工程建设，外力破坏事故的可能性也会随之提升。特别是部分高压电缆受限于城市建设项目出现改道，在保护与管理上缺乏必要的监督，出现偷盗、毁坏行为，也影响了电缆的安全运行。所以，除了基本的意识培养之外，还应该通过法律制度等手段来约束行为，控制外力故障产生的可能性。
1.3技术故障
技术故障可以从设计、材料、工艺等多个角度展开分析。设计方面，如果电缆屏蔽技术处理不当或导体接触不良，会导致机械强度下降。实际上很多电缆故障都是因为电缆接头的故障而产生，缺乏合理的连接管运用方案。另外，材料缺陷也是导致技术故障出现的主要因素。电缆制造时在铅护层方面的因素、纸绝缘上出现的破损、电缆附件制造缺陷等都应该被纳入考虑范围之内，导致电缆绝缘出现老化、脏污等。而工艺方面，缺乏良好的封闭性能前提下，中间接头绝缘受潮等都会导致故障隐患的产生。
2降低10kV电缆故障查找时间的方法
2.1高压闪络测量法
在电缆故障类型中，10kV电力电缆故障的接地故障通常会占据较大比重，很多客观或非客观因素均会导致电缆出现接地故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此类接地故障最显著的表现即降低绝缘介质抗电强度，故障点存有较高的阻值，而被测量电流数值也普遍偏小，即使运用相对灵敏的测试仪器也无法准确测量。由于故障点等效电阻等于电缆特性电阻，其他测量方法的反应灵敏度也为0，因而无法得到反射脉冲，对故障就无法准确测量研究。再加上绝缘介质被击穿的瞬间需要一定时间，而弧光放电同样也会需要维持几毫秒或百微妙，所以在放电期间，跃变电压就会以波的形式来回反射于电缆端头和故障点之间。运用示波器可以在放电过程中记录跃变电压的的波形，同时还会对电波来回反射所需时间进行测量，根据电波在每条电力电缆中的传播速度可直接计算故障点到电缆端头之间的距离。高压闪络故障测量方法则针对10kV电力电缆出现接地故障或电力电缆被雷击时运用的方法，因其叫较强的专业性而凸显其安全可靠，但需要专业技术人员操作。
2.2高压电桥法
运用高压电桥法时就需要先选取完好的B为参考相，开始测量之前将高压电桥2根测量信号连接线分别接触A相和B相的线芯并运用短路线对这两根纤芯的的另一端实施短路，同时运用高压电桥得到相应的测量数值，经严密计算后得知10KV电缆故障点位于测试点0.531km处，不同检测技术均得出大致相同的测量结果，因而可以确定10kV电缆故障点位于电缆故障测试点的的0.531km处。
2.3行波法
行波法是查找和定位10kV电缆故障常见技术，通常分为低压脉冲法和高压脉冲法两种类型。首先低压脉冲法，该检测方法多应用于电缆短路、开路、低阻故障距离等测量，同时还可将其应用于波速度、电缆长度、T形接头与终端头等测量等。该测量方法原理为从测试端口向10kV电缆输入一个低压脉冲信号，之后该信号则会沿着电缆不断传播，当遇到如短路点、开路点、低阻故障点等阻抗不匹配点时就立即产生反射脉冲，最后根据发射脉冲和反射脉冲往返时间就可计算电缆故障点具体位置。其次高压脉冲法；该检测方法即借助高压信号促使电力电缆故障瞬间变为低阻或短路故障，目的在于使故障点反射系数接近-1，此时故障点会出现反射情况。一般有冲闪法和直闪法两种闪络法，闪络法对电缆故障进行测试时，电缆故障区域会形成高电压脉冲波，不能通过测试仪器直接显示，往往借助采样器在故障点在高电压作用下形成的高压脉冲直接转换为测试仪器所需低压脉冲信号，由此就可以对电缆故障进行定位。
2.4其他方法
虽然通过上述方法可以对10kV电缆故障点距离进行直接确定，然而由于设计电缆敷设中不可避免会存在设计误差和弯曲等因素，从而需要借助其他方法定位故障点。一般可以运用切断测试、释放音频信号和肉眼观察等方法。其中借助电力电缆故障定位电源需要结合电缆故障定点后才能定位其故障点，运用电缆故障定位电源对A相故障添加高压脉冲放电信号并借助故障定点仪器在已经确定的电缆故障点周围寻找放电声，之后对其认真聆听和辨别，最后听到在距离故障点约0.530km处有明显放电声响，通过进一步确定后就可对其采取维护措施。
结语
总之，针对10kV电缆故障查找及定位技术需要将理论知识和实践有效结合，只有掌握测试仪器结构、绝缘击穿机理以及波形形成过程才能对电缆故障类型进行科学分析，同时紧抓波形突变拐点对比分析后就能准确找出故障点，更要科学合理对比各个测量方法优缺点、适用环境、原理，进一步提高电力电缆运行安全可靠，更好地服务于社会大众用电。
参考文献
[1]杨静，朱晓岭，董翔，等.基于护层电流的高压电缆故障在线监测和诊断[J].高电压技术，2016，42（11）：3616~3625.
[2]胡世虎.通过电缆故障浅谈铁路10kV电力电缆施工质量控制[J].科技资讯，2010（21）：142.
[3]李玉娥.高压电力电缆故障的各种类型及其预定位和精确定位的方法[J].科技创新导报，2012（19）：104.
[4]王海霞.10kV配网电力电缆故障检测自动定位技术[J].电子技术与软件工程，2017（10）：241.
论文作者:王利军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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