摘要：10kV配电网线路直接接入用户端，对保证电力用户供电有着极为重要的意义。近年来，随着国家建设智能电网、加快配电网建设和改造力度的不断加快，10kV配电网的电缆线路不断增多，电缆故障也时有发生，本文结合作者自身工作实践，对10kV配电网电缆线路的常见故障进行了分析总结，并探讨了故障处理方法。
关键词10kV配电网；电缆；故障；分析；处理
随着城市建设的不断发展，电力电缆因其具有稳定、安全、可靠等特点被广泛运用在配电网中。但是在配网电缆运行中不可避免的会出现一些故障，导致供电可靠性受到影响。为了保证10kV配网电缆运行安全，必须采取有效的防范措施，预防10kV配网电缆故障的产生。
1.常见的10kV电缆故障性质与判断方法
（1）低电阻接地故障—首先将电缆两端的芯线全部悬空，将数字式兆欧表的线夹分别夹在电缆的线芯端及地端，测量对地绝缘电阻。若电阻低于1000Ω时，判断为低电阻接地故障。（2）高电阻接地故障—用数字式兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻。若电缆芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于1000Ω时，判断为高电阻接地故障。（3）断线故障—用数字式兆欧表测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常，应用兆欧表（或万用表）进行导体连续性试验。将电缆另一端三相导体之间短路并悬空，用兆欧表（或万用表）测量相间导体回路电阻。若测量相间导体回路电阻如都为零欧姆则没有线芯断线故障；如有不为零的数值即判断为断线故障。（4）断线并接地故障—用数字式兆欧表测电缆一芯或几芯导体不连续，再经过一芯或几芯对地绝缘电阻测试，若芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于1000Ω时，为高电阻接地故障。若电阻低于1000Ω时，为低电阻接地故障。判断为断线并接地故障。（5）闪络性故障—利用高压直流发生器对电缆进行直流高压试验。若试验电压升至某值时，监视泄漏电流的电表指值突然升高，表针且呈闪络性摆动；电压稍下降时，此现象消失，但电缆绝缘仍有极高的阻值，这种只有放电间隙或闪络表面的故障即判断为闪络性故障。
2.10kV电力电缆故障产生原因
电缆故障产生的原因主要有：
2.1材料缺陷
材料缺陷主要表现在三个方面：①电缆制造的问题，电缆存在严重的偏心、气隙、杂质或损伤等缺陷；②电缆附件制造上的缺陷；③对绝缘材料的维护管理不善，造成电缆绝缘层受潮、脏污和老化。
2.2安装施工质量问题
（1）电缆外护套破损：电缆敷设施工不规范，在敷设时野蛮拖拉，电缆外护套损伤或破损，引起主绝缘内部进水受潮。
（2）安装施工环境恶劣：在雨天或湿度大情况下，制作电缆头时没有采取必要的防护措施，电缆头绝缘局部受潮。
（3）导体连接管压接不良：电缆中间接头导体连接管压接不良，打磨不平整，特别是在压接管口边缘处，局部有尖角、毛刺。
（4）安装尺寸错误：安装没有严格按尺寸要求。
2.3绝缘受潮
因接头盒或终端盒结构不密封或安装不良而导致进水；电缆制造不良，金属护套有小孔或裂缝；金属护套因被外物刺伤或腐蚀穿孔。
2.4绝缘老化变质
电缆绝缘介质内部气隙在电场作用下产生游离使绝缘下降。过热会引起绝缘层老化变质。电缆内部气隙产生电游离造成局部过热，使绝缘层碳化。电缆过负荷是电缆过热很重要的因素。安装于电缆密集地区、电缆沟及电缆隧道等通风不良处的电缆、穿在干燥管中的电缆以及电缆与热力管道接近的部分等都会因本身过热而使绝缘层加速损坏。
2.5过电压
过电压主要是指大气过电压（雷击）和电缆内部过电压。对实际故障进行的分析表明，许多户外终端头的故障是由大气过电压引起的。过电压使电缆绝缘层击穿，形成故障，击穿点一般是存在材料缺陷。由于地下酸碱腐蚀、杂散电流的影响，使电缆铅包外皮受腐蚀出现麻点、开裂或穿孔，造成故障。电缆走廊沿线居民、饭店、宾馆、大厦等违章向电缆走廊排放污水，造成沟内条件恶劣，积水严重。电缆接头长期泡在污水中，易造成中间接头进水，最终造成绝缘击穿。
2.6中间接头设置不合理
中间接头设置太多，施工中电缆中间接头之间距离设置的太近。中间接头对于运行中的电缆来说是最薄弱的环节，容易受各种因素的影响而出现问题。中间接头长期受压变形，由于电缆敷设时的大意，许多电缆中间头被新敷设的电缆压住，长期受到重压，造成接头变形、错位，导致故障。
2.7外力因素及外力破坏问题
机械开挖、人工打桩施工末经确认核对，随意作业，损坏电缆，造成接地短路故障；车辆辗压，地面沉降，造成电缆错位、扯拉、变形，导致故障发生，这类问题在埋管敷设电缆上有一定的代表性。
3.电缆故障诊断
电缆发生故障后，除电缆终端头爆炸、外力破坏等故障可以直接观察到故障点外，一般无法通过巡视发现，必须使用电缆故障测试设备进行测量，从而确定电缆故障的位置，由于电缆故障类型很多，巡测方法也随故障性质的不同而异。因此在故障寻测工作开始前，须准确确定电缆故障性质。按照故障性质，可将运行中的电缆故障分为接地故障、短路故障、断线故障、闪络故障及混合型故障。运行中的电缆故障性质比较复杂，除发生接地或短路故障外，还有断线故障。因此在寻测前，还应进行电缆导体连续性的检查，以确定是否发生断线。确定电缆故障的性质，一般用数字式兆欧表和万用表进行测量并做好记录。（1）首先在任意一端用数字式兆欧表测量A-地、B-地、C-地的绝缘电阻值，测量时另外两相不接地，以判断是否为接地故障。（2）测量各相间A-B、B-C、C-A的绝缘电阻，判断有无相见短路故障。（3）如果用数字式兆欧表测得电阻为零时，则应用万用表测出各相对地的绝缘电阻和各相间的绝缘电阻值，以区分低阻、高阻故障。（4）如用数字式兆欧表测得电阻很高，无法确定故障相时应对电缆进行耐压试验，判断电缆是否存在故障。（5）因电缆故障有发生断线的可能，所以还应进行导体连续性是否完好的检查。其检查方法是在一端将A、B、C三相短接（不接地），在另一端用万用表的低阻档测量各相间电阻值是否为零，检查是否完全通路。
4.电力电缆故障探测常用的几种方法
4.1电桥法
用直流单桥（简称单桥）测量电缆故障是测试方法中最早的一种，。尤其在较短电缆的故障测试中，其准确度仍很高。准确度除与仪器精度等级有关外，还与测量的方法和原始数据正确与否有很大的关系，应加以重视。工作原理：直流单桥又称惠斯登电桥，其原理接线如图1所示，图中R1，R2，R3，和R4（Rx）为电桥的4个臂，其中R4（Rx）为被测电阻。在电桥的对角ab上接直流电源，在另一对角线cd上接检流计。QF1-A型电缆探测仪是目前应用较广、性能较好且又便于操作的电缆故障测试设备，可用于测量低阻接地故障、短路故障和高阻断线故障，并能测量电缆的电容及电阻值。由于其内部有一个电压为15V，300V和600V的直流电源，因而能对故障电阻较高（最高可达100kΩ）的故障进行测量。
图1惠斯登电桥原理接线
4.2低压脉冲法
低压脉冲法探测电缆故障是由仪器的脉冲发生器发出一个脉冲波，通过引线把脉冲波送到故障电缆的故障相上，脉冲波沿电缆线芯传播，当传播到故障点时，由于故障点电缆的波阻发生变化，因而有一脉冲信号被反射回来。当电缆为断线故障时（或末端断开处），其反射脉冲与发送脉冲为同极性；当电缆为低阻接地故障时，其反射冲与发送脉冲极性相反。接地故障反射脉冲的大小和接地电阻值有关，接地电阻越低，反射信号越大。当接地电阻大于100Ω时，其反射明显减弱，此时就较难区别哪一个是故障反射脉冲（因为接头和穿过金属管道等均有反射）。若测量时电缆有一相是好线，则可采用对比法进行测量，先测出好相波形，再测出坏相波形。电力电缆故障探测是一项技术性比较强的工作，测试人员应掌握所使用仪器的工作原理并要有一定的工作经验。要做好电缆故障的探测工作，除了购买先进的仪器设备以外，还要做好测试的培训工作，迅速、准确地确定电力电缆故障点，能够提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失。
4.3测声法
测声法是指利用故障电缆放电的声音，来进行故障的查找。原理接线图如下图2所示：
图2测声法原理接线图
SYB为试验变压器，C为电容器，ZL为整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。电容器C充电后，球间隙Q对电缆故障芯线放电，产生“滋、滋”的火花放电声，使用医用听诊器或耳聋助听器等音频放大设备，贴近电缆走向寻找，在“滋、滋”声音最显著处即为故障点。
5.10kV电缆故障的预防措施
通过以上电缆故障主要原因分析我们可以清楚地看到，大部分故障都是由于施工质量、运行管理水平、个人技术素质等原因造成的。为了有效地预防事故发生，快速准确地查找故障和处理故障，一套行之有效的管理方案是必要的。
5.1严格电缆的施工质量
对电缆的施工和验收严格把关，把源头的缺陷消灭掉。电缆终端和接头是在电缆端部制作而成，它们和电缆结合为一个整体，必须在施工现场安装制作而成，所以就要求电缆施工人员必须按照相关的设计制作工艺要求进行安装制作，安装制作时特别要注意以下几点：首先现场安装工艺要正确、严谨。其次现场环境条件要符合要求。
5.2提高电缆的安全运行水平
5.2.1对电力电缆进行统一管理
许多电缆因铺设时间早、线路所在环境被改造导致线路走向路径不明确，导致故障的查找非常的困难，而且电缆的标志桩丢失的非常严重，很少有人了解电缆的具体走向和位置，因此，在新电缆施工的过程中，可以使用公司配发的GPS定位装置每间隔一段距离进行定点记录，对每次电缆故障点和电缆头、中间头也进行GPS坐标的记录，方便电缆和故障多发点的查找，减少故障处理的时间，提高运行的水平。
5.2.2加强电缆线路的巡视检查
电力线路的外力损坏事故，在每年的事故总次数中占据了相当大的比例，由于施工企业对电缆的保护意识不强及电缆运行管理部门巡视力度，造成外力损坏比例占到80%左右。为了预防这类事故的发生，要求必须有健全的管理和线路巡查制度，运行人员应加大线路的巡查力度。巡查时应特别注意以下内容：首先为了确保电缆线路的安全可靠性，由专人负责的电缆运行专业人员对管辖内的电缆线路、电缆终端设备和附属土建设施应进行定期巡视检查，检查时应注意电缆路径附近是否有挖掘现象，周围有无腐蚀性物质，电缆路径上有无堆放重物及临时设施等。室外可见电缆的保护设施是否被盗、移位、松动及锈蚀。电缆终端头绝缘套管是否完好、清洁，有无闪络放电痕迹，电缆接地是否完好等内容。当电力系统事故后或由于季节等因素使环境条件发生变化，应进行特别巡视检查。
5.2.3做好电缆档案的管理
要及时修正相关的电缆数据，对电缆路径不明确的线路进行定位并编辑成册，确保数据的及时性、准确性，随时掌握线路巡视、缺陷、事故、检修等运行维护情况及相关的线路资料，建立缺陷及事故处理的共享资料库，为不同管辖地域的人员对电缆的维护提供经验借鉴。
5.3现场处理措施
1）确定电缆故障段后，应立即向当值调度申请将相关隔离开关转到冷备用状态，迅速隔离故障电缆，并申请恢复前段主干线供电及可由其他线路转供的后段主干线供电。2）确定故障点后，应立即向上级主管汇报，提出处理意见，将本次巡查结果录入巡视记录本备查，办理相关工作许可手续抢修故障电缆，验收合格后恢复供电。
5.4增强员工的专业素质
一流的企业需要一流的人才，一流的人才造就一流的企业。只有不断提高干部职工的技术水平，才能使企业更好的发展。提高干部职工的理论水平和技术水平。采用定期考核奖励的方式提高干部职工增强素质的积极性。加大新材料、新技术、新工艺、新方法的推广与学习，让职工保持新鲜感和追求创新的动力。树立典型，督促大家学习。通过开展QC小组活动，不断探讨快速准确地处理不同性质故障的方法并应用到实际。建立常态机制，有计划、经常性的开展多种形式的针对电缆专业的技能竞赛，为电缆专业化队伍营造出一种"比、学、赶、帮、超"的良好工作氛围。
结论
综上，10kV配电网电缆的安全运行直接关系着电网的安全稳定运行和电力企业的经济效益，由于多铺设于地下，电缆故障具有较强的隐蔽性，故障的排查有一定难度。电力企业应积极研究更快、更好的故障分析与处理措施，确保10kV配电网的安全稳定运行。
参考文献：
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论文作者:杨皓云,何映彤
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/6
标签：电缆论文; 故障论文; 电阻论文; 过电压论文; 测量论文; 脉冲论文; 断线论文; 《电力设备》2018年第21期论文;