张焕强
广东电网有限责任公司潮州供电局 521000
摘要：本文在分析10kV电缆故障原因及分类，同时对10kV电缆故障定位方法原理进行了分析，在此基础上，给出了10kV电缆故障定位的标准化操作流程，为工作人员提供可靠电缆故障的查找技术，提高了电缆修复效率，节省了人力物力成本。
关键词：10kV电缆；故障定位；标准化
众所周知，人们正常用电建立在大功率电力网络基础上，因而就凸显电网安全重要性。从相关电力系统维护经验得知，部分高压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，因而需要运用全新的定位技术寻找排查故障，由此保证供电安全。
1.10kv电缆发生故障的原因分析
1.1电缆绝缘劣化
由于10kv电缆长期运行在高电压条件下，加上自身发热的影响，电缆绝缘将逐渐劣化，导致其绝缘强度不断降低，并最终致使电缆绝缘崩溃。10kv电缆的运行检修实践证明，２０％以上的10kv电缆故障都是由电缆绝缘劣化所引起的。10kv电缆选型不当导致电缆长期处于过负荷运行状态、电缆靠近热源、电缆绝缘与周围环境起不良化学反应等，都会造成绝缘劣化。
1.2电源绝缘受潮
相关调查研究结果显示，有近10%~15%的10kV电缆故障是因电缆绝缘受潮所致，一般可以通过直流耐压试验或绝缘电阻发现电缆绝缘受潮程度，结果也明确现实，因受潮大幅度降低电缆整体绝缘电阻，同时泄流电流也在此过程中不断上升。再加上10kV电缆头没有严密封实，安装质量存在缺陷，造成电缆出现小孔和裂缝，甚至刺穿电缆外护层，种种原因均会造成电缆绝缘受潮。
1.3电缆机械损伤
电缆机械损伤无疑是造成10kV电缆故障最重要的原因，其故障占比率可高达60%以上，十分容易因此故障而造成停电，极大威胁用电安全。再加上部分市政工程建设或房地产工程建设没有按照规定要求施工，形成的外力破坏均会造成10kV电缆出现机械性损伤。
2.10kv电缆故障的查找及定位
2.1利用低压脉冲反射法对电缆进行长度测量
首先利用低压脉冲反射法对10kv雄昌甲线出线电缆段的长度进行测量，比较正常运行相电缆与故障相电缆长度的测量结果。测量前必须将测量电缆的两端接头拆除并悬空。在测量的接线过程中，要保证测量仪器良好接地，所测电缆的缆芯与测量信号传输线接触良好。经波反射法电缆故障定位仪触发低压脉冲测量，并比较完好相以及故障相的测量波形，得到该段电缆总长度为2.507ｋｍ。
2.2利用低压脉冲反射法检测故障点
作为一种常用的10kv电缆故障检测技术，在检测10kv电缆的断芯及断线故障时，该检测技术的检测结果不仅波形清晰，而且具有很高的准确度。但对于电缆短路故障，该种方法不一定可以得到一个清晰的波形来足以辨别故障点。在本次故障查找过程中，所得到的故障波形不清晰，无法确定故障点。因此，需要利用另一种方法进行故障查找。
2.3故障点的粗定位
虽然通过脉冲电流和高压电桥法基本确定了10kv电缆故障点距离测试地点的距离，但由于电缆敷设过程中存在弯曲以及电缆沟设计误差等因素，仍需采用其他技术手段来对故障点进行定位。可以采用的措施有释放音频信号、切断测试及肉眼观察等。１）利用电缆故障定位电源配合电缆故障定点仪对故障点进行定位。使用电缆故障定位电源对故障相（即Ａ相）故障施加高压脉冲放电信号，并用电缆故障定点仪在之前确定的故障点附近寻找放电声。经过认真聆听和辨识，结果听到在距离故障点约0.53km处有放电响声。２）停止施加高压脉冲并进行充分放电后，打开该处的电缆沟板，终于发现电缆沟中有一个电缆中间头，存在一处保护层破损，还发现了一个烧焦露出缆芯的孔洞。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆初步可以判断这里就是故障点，但具体的故障位置仍需进一步精确定位。
3.10kV电缆故障定位的标准化操作
3.1分析故障特性
明确故障电缆的有关信息，包括电缆双重名称以及线长，并对是否存在明显故障点或破损进行确认。若无：结合实际情况，用多用表和电动兆欧表进行电缆故障特性分析，明确故障性质。其步骤为：a、分别对两相进行接地，计算剩余一相的对地绝缘电阻；b、计算A、B、C相间绝缘电阻，验证是否发生相间短路现象，并认真测试电缆的连续性，同时使用多用表判断A、B、C相间有无导通；c、在上述的基础上，将电缆A、B、C相末端短接，计算A、B、C相间绝缘电阻，分析电缆故障是否为断线故障。若电缆绝缘电阻大于100Ω，确定电缆故障为高阻短路故障；若小于100Ω，确定电缆故障为短路故障或者低阻接地故障；若为正常值时，需做电路连续性测试，判断有无断线故障。
3.2查找故障点
首先根据上述的分析以及现场的实际环境，选取不同的方法估算故障点的大致方位。从10kV电缆故障定位方法原理表明，时间的测量要求很高，而其脉冲波在传播的过程中因在频率不同，其速度与衰减系数也会有所区别，同时波形的上升沿也不可能很陡，造成准确度得不到保障，尤其用于计算103级及其上的电缆。通常情况下采用高速A/D来查找脉冲上升沿点的方法来从而来计算ΔT。
3.3路径探测
在确定故障点的大致位置后就应进行路径探测，从而确定电缆的具体布线图，通常采用3种方案，其分别是直连法、夹钳法、感应法。
3.4修复作业
在明确点了故障点的具体位置以及电缆路径后，进行电缆修复工作。断开故障点处的电缆，并分别向两端做电缆分段耐压试验，防止有两个故障点漏查的现象发生。
4.10kV电缆故障定位技术
4.1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。
4.2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。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。
结论
10kv电缆故障点的检测及定位需要将理论知识不断应用到实践中去。在充分了解和掌握电缆绝缘劣化和击穿机理、各种测试仪器的工作原理和性能、测量波形的形成过程和含义等知识的基础上，要能敏锐地抓住测量波形的突变点或拐点进行对比分析，挖掘其深层次的含义，从而及时而准确地查找和定位出故障点，为进一步采取相应处理措施提供条件。
参考文献：
[1]郑秀玉，李晓明，丁坚勇．电力电缆故障定位综述［Ｊ］．电气应用，２００９（２２）
[2]卢山．10kv电缆故障点测寻方法和现场应用实例［Ｊ］．湖北电力，２０１１（１）
论文作者:张焕强
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/26
标签：电缆论文; 故障论文; 脉冲论文; 测量论文; 反射论文; 波形论文; 高压论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;