摘要：城市配电网络10kV电缆线路主要敷设方式有：电缆沟、电缆管（顶管）、直埋等。以上敷设方式基本都在地下，在这样环境下也加大了10kV电缆故障的查找难度。因此，必须应用先进的科学技术来对故障查找方法进行改进和创新，同时也应做好相关的对策来避免或降低10kV配电网故障的发生。本文对10kV电缆故障查找及定位技术方面的内容进行了简要论述，以供参阅。
关键词：10kV；电缆故障；查找；定位技术
引言
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）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。（2）电缆绝缘受潮。约有10%的10kV电缆故障都是由电缆绝缘受潮引起的。通常电缆绝缘受潮可以通过绝缘电阻或直流耐压试验来发现，其试验结果表现为电缆的整体绝缘电阻大幅下降、泄流电流上升等。10kV电缆头密封不严或安装质量不合格、电缆制造质量差出现裂缝或小孔以及电缆外护层被刺穿或腐蚀穿孔等都会造成电缆绝缘受潮。（3）电缆机械损伤。电缆机械损伤是造成10kV电缆故障最为主要的原因，其故障数占到故障总数的50%～60%，极易造成停电，危害极大。市政建设或房地产开发等施工过程中施工不当、直接外力破坏以及自然损伤等都会导致10kV电缆机械损伤。（4）其他因素。例如，10kV电缆受雷电过电压或其他电网过电压的冲击、长期过负荷运行导致电缆过热以及电缆或附件的产品质量存在问题等。
2 10kV电缆故障查找及定位技术
在电力电缆的故障查找检修中，不管处理哪种电力线路，还是运用何种检修方法，都应当根据制定的步骤和程序，有条不紊的执行。在10kV电缆故障查找中，一般按照以下步骤来测寻故障点，首先是确定故障的性质，其次是对电缆故障位置进行粗测定位，然后是探测故障的路径，最后就是精确定位故障发生的位置。以上步骤的运用，将在以下具体故障中作分析。
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。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。
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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低压脉冲发射法
低压脉冲反射法的原理就是依据传输线的电波会形成发射现象，并根据故障位置反射脉冲和发射脉冲二者之间的时间差来定位故障点。低压脉冲反射法主要适合处理电缆故障中的低阻或者开路情况。该方法在具体的10kV电缆故障查找中，通过发射低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，如短路点，故障点，脉冲产生反射，回送到测试点仪器被记录下来。并根据波形上发射脉冲与反射脉冲的时间差乘以脉冲的传播速度，就可计算出电缆的故障距离。低压脉冲发射法具有试验简单，不需要掌握线路原始资料，无需高压脉冲产生设备，安全，简便的优点，但是也因为只适合在低阻故障中使用具有一定的局限性。
2.5多次脉冲法
多次脉冲法就是在高压脉冲法的基础上，将高压脉冲法中的复杂波形变成极其简单最易掌握的低压脉冲法短路故障测试波形，达到快速、准确测得故障距离的目的。在足够高的冲击电压作用下，故障点被电弧击穿短路并延弧的同时，发送一个（或多个）低压测试脉冲，即可在短路点得到一个短路反射的回波，即反射回波的极性与发射脉冲的极性相反。当故障点短路电弧熄灭后，再发射一个低压测试脉冲，可测得电缆的开路全厂波形。前后两次采集到的波形同时显示在一个屏面上并自动靠拢、对齐、叠加。开路全厂波形与发射脉冲同极性，故障反射波形的极性与发射脉冲波形极性相反，且在一定的全厂距离内。故障点前的两个测试波形，在规律上重合的很好，一旦越过故障点，两个波形就产生明显离散，不再重合。两条曲线的离散点就是故障点距测试端的距离。
结束语
电缆的安全、可靠工作为供配电系统的正常工作提供了保障。我们要在充分了解和掌握电缆绝缘老化和绝缘击穿原理，各种测试仪器的工作原理和性能，基本测量方法、测量步骤和测量原理以及测量方法的利弊的同时，敏锐地抓住各种测量方法的原理、优缺点和适用环境，挖掘其更深层次的含义，从而及时、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，为泸州城区半岛的正常供电提供保障。
参考文献：
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[2]段继军，胡冰，王广建.高压电缆故障的定位技术[J].军民两用技术与产品，2015（24）.
[3]刘波.10kV电缆故障查找及定位技术[J].科技与创新，2015（18）：150-151
论文作者:李凯,崔恬雪,苗木森,朱耀生,胡蔚中
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：故障论文; 电缆论文; 脉冲论文; 反射论文; 波形论文; 高压论文; 测量论文; 《电力设备》2018年第22期论文;