摘要：随着国民经济的飞速发展和人们生活水平的显著提升，整个社会对电力能源的需求越来越高，10kV电力电缆在城市配网中的比例逐渐增大。电力能源现如今已经成为人们生活工作的必需能源之一，10kV电力电缆建设强度随着社会需求的增加不断加大，同时也提高了电力电缆发生故障的几率。只有采用有效的措施解决10kV电力电缆故障，才能充分发挥出电缆在社会生活中的重要作用。本文首先分析了常见的10kV电力电缆故障产生的原因和特征，然后具体论述了10kV电力电缆故障探测技术。
关键词：电力电缆故障；探测技术；分析；应用
一、引言
10kV电力电缆一旦发生故障，将会直接降低供电的可靠性。随着电力行业的大力发展，各地区10kV电缆线路的数量持续增长，再加上10kV电缆线路具有隐蔽性的特点以及使用的故障监测设备比较落后，所以要想快速准备找到故障点具有一定的困难。导致10kV电缆故障出现的因素主要是材料问题、老化变质以及机械损伤等原因，导致线路出现短路等故障。对此，电力部门应该明确10kV电力电缆故障出现的主要原因，应用先进的10kV电力电缆故障探测技术在最短的时间内锁定故障点，然后采用有效的措施消除10kV电力电缆故障。
二、10kV电力电缆故障产生的主要原因
1.电缆接头故障
电缆接头是10kV电力电缆线路中最为薄弱的环节，因为电缆接头压接不实或者加热不充分就会导致出现电缆接头故障。
2.机械损伤
机械损伤可以进一步分为施工损伤、外力破坏以及自然损伤三种，施工损伤就是在施工过程中因为各种因素造成的损伤，比如机械牵引力过大容易拉伤电缆，施工温度过高或过低也会损坏绝缘层；外力破坏指的是市政工程施工、地下管线施工不小心破坏电缆；自然损伤就是非人为因素对电缆造成的损伤，土层自然沉降、滑坡等因素导致电缆拉断，外界温度比较低导致电缆冻坏，大型机械设备的频繁振动也会对电缆造成不同程度的破坏。
3.绝缘损坏
第一，绝缘受潮。电缆中间或者终端密封性比较差，电缆制造质量较低，外护层出现不同程度的开裂，护套受到腐蚀或者被尖锐的物体刺穿。第二，绝缘老化。电缆规格选择不当，导致电缆长期在过电压情况下工作；电缆周围存在热源，导致电缆线路受热严重；电缆运行环境存在化学物质，会与电缆发生化学反应，加快电缆的老化速度。
4.产品质量缺陷
首先，10kV缆本身存在质量问题，绝缘层中含有杂质，内半导层遗漏，电缆储存运输过程中没有采取必要的保护措施导致线芯受潮进水；其次电缆附件存在质量问题，组装不合理，加工粗糙，防水胶圈老化严重，电缆附件绝缘管有气泡或者有杂质等；此外制作过程也有可能存在质量问题，比如绝缘层的缝隙比较大，密封的严实性比较差，地线安装比较松，应力管安装错误等。
三、10kV电力电缆技术探测技术的发展
不同电力企业采用的电力电缆故障探测方法都是不同的，但是工作原理大体相同，大致就是先进行故障诊断然后根据诊断结果对故障进行定位，然后采取有效的补救方法来消除电力故障。目前电力行业中应用较多的是电桥法，这种检测方法在检测低阻故障方面具有准确性的优势，针对高阻故障，可以结合燃烧降阻法来消除故障，也可以应用电流电压闪测法和直流检测法来解决高阻故障问题。但是电流电压闪测法在应用过程中需要人为进行判断，所以有的时候会出现一定的误差。二次脉冲法测试技术早在上世纪九十年代就被研发出来，这种检测技术准确性比较高，根据故障点一瞬间发射的低压脉冲进行短路反射形成波形记忆，通过低压测量脉冲电缆最终达到电缆末端，然后反复进行两次脉冲形成对比，就可以准确判断出故障点的具体方位。
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随着经济的发展和技术的进步，越来越多的电力电缆故障检测技术被开发出来，不同检测方法应用的地点、需要的时间都各不相同，这就需要电力部门根据故障的实际情况科学选择故障检测技术和故障检测设备，可以在最短的时间内锁定故障点，以便尽量减少因为故障而导致停电的时间，降低故障带来的经济损失。不少电力企业已经开始逐步引进在线监测技术和全自动监测技术，故障检测的效率更好，准确性更高，所以这成为电力电缆故障检测的发展趋势。
电缆故障测距难免存在一定的误差，为了提高故障检测的准确性，可以同时采用声磁信号同步接收法进行故障检测，对故障位置的判断更加准确。
四、10kV电力电缆故障探测技术分析
1.二次脉冲法
脉冲法的工作原理就是根据行波理论进行分析，将整条电缆看作是均匀的长线，电缆中波的传播速度与电缆导体芯线的材料没有关系，而是与电缆的绝缘介质的性质有关系，在电力行业应用的频率比较高。国际上也较多应用二次脉冲法，能够对30kV以下的电缆进行断路故障和高阻故障以及低阻故障的检测。二次脉冲法的优势在于利用冲击高压可以将故障点击穿，在此时间段内发射低压脉冲，可以根据时间间隔准确计算出故障点的距离。但是二次脉冲法无法准确测定电缆维持低阻状态的时间，这就在一定程度上增加了二次脉冲法测量的困难，未来二次脉冲法还需进行进一步的技术改进。
2.直流电桥法
10kV电力电缆故障探测工作首先要做的就是明确故障的性质以及发生的具体位置，根据故障点的实际情况可以将故障分为三种，其一是开路故障，其二是低阻故障，其三是高阻故障，不同性质的故障要采用相应的故障探测方法，应用较为先进的故障检测方法能够在较短的时间内定位故障发生点。直流电桥法是目前电力行业广泛应用的测距方法，根据惠斯通电桥原理将电缆短路故障点的两侧黄线引入直流电桥，当对地电阻比较大时则可以应用高压直流电桥，但是在实际工作总则很少应用这种方法。
3.行波法
行波法主要分为两类，其一是低压脉冲法，低压脉冲法主要用于测量10kV电缆短路故障和低阻电阻的故障，同时还可以用于测量电缆的长度等方面。其二是高压脉冲法，高压脉冲法就是使用高压信号将10kV电缆故障变成短路故障或则和低阻故障，让故障点的反射系数接近-1，故障点近乎产生全反射，又可以进一步分为直闪法和冲闪法。
4.高压闪络法
高阻电缆故障故障点的电阻比较大，这时候的反射系数几乎为零，因为低压脉冲法故障点的发射脉冲幅度比较小，常规检测设备无法发现，针对这一问题，高压闪络法可以有效解决此问题，并且得出准确性较高的数据。高压闪络法有可以进一步分为两种，其一是直流高压闪络测量法，其二是冲击高压闪络测量法，但是直闪法的应用受到高压电源输出功率的限制，其功能仅局限在闪络性高阻故障中。高压闪络法的工作原理是利用直流高压发生器产生负直流高压，刺激故障点发生放点，出现瞬间段路的情况，使用测量仪器进行记录并产生电流波。而且直流高压放电不仅可以准确判断出故障点的具体位置而且还能有效保证操作人员的人身安全。
五、结束语
10kV电力电缆的运行质量与供电的质量和效率息息相关，但是10kV电力电缆运行会受到众多因素的影响而出现故障。电力部门应该根据故障的表现形式判断故障性质，采用科学的10kV电力电缆故障检测技术定位故障点，以便检修人员及时对故障进行维修，尽量降低电缆故障的不利影响。
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论文作者:石晓南
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
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