淺談如何查找10kV電纜故障

蘇愛國，王富勇，謝家鎮，邱永濤

(1.石獅電力有限責任公司，福建 石獅362700;2.泉州市電力技能研究院，福建 泉州362000)

0 引言

隨著經濟的迅猛發展，電力電纜以其可靠性高、占地少和有利于美化城市等優點，逐漸取代了架空線。電力電纜對敷設、制作、電纜附件質量以及制作時的環境條件要求較高，其中任何一個環節疏忽，都會導致電纜故障。近年來，隨著市政工程的逐漸增加，不明地下電纜路徑走向的任意開挖，造成電纜受外力破壞較為嚴重。

1 常見的電纜故障及處理措施

(1)開路故障。電纜敷設于地下，單純的開路故障并不常見，大部分都是帶有一定電阻接地的故障，可用低壓脈沖法粗測距離。對于經電阻接地的開路故障，可用脈沖電流法測距，較高接地電阻可用二次脈沖測距，定點常采用聲測法或聲磁同步法。

(2)短路故障或低阻故障。一般將接地電阻小于100Ω的故障稱為低阻故障，用低壓脈沖法測試時能清楚識別低阻反射波。這類故障定點時，由于故障點處的放電聲時有時無，可先采用聲測法或聲磁同步法，如果沒有放電聲，再考慮用音頻信號法。

(3)高阻故障。一般將接地電阻大于等于100 Ω的故障稱為高阻故障。可先用低壓脈沖方式得出可疑故障波形，然后再用脈沖電流法進行測量。當低壓脈沖法和脈沖電流法所得出的故障距離差不多時，則以低壓脈沖法所得距離定點;如果相差較大，則以脈沖電流法所得距離定點;兩者均可用聲磁同步法定點。

(4)閃絡性故障。此類故障用脈沖電流法的沖閃測距較好。

(5)電纜主絕緣的特殊故障。沿海地區由于海拔低，電纜敷設于地下長期浸泡在水中，在接頭制作工藝不良、防水層被破壞等情況下，容易發生由于電纜大范圍進水受潮導致耐壓試驗不合格，如條件允許應采用通流加熱法將水分去除，重新進行耐壓試驗，但是如果試驗不合格又造成電纜故障，在故障點處均為水分，則采用電橋法將故障點完全燒穿，再用脈沖電流法進行定點。

2 典型的電纜故障和查找故障的方法

2.1 案例一:開路故障

(1)故障線路情況。測試時間:2009年5月12日，電纜起點:110 kV侖后變電站10 kV泵站線672開關，電纜終點:10 kV侖后泵站配電室侖后泵站主進線901開關，電纜型號:YJV22-8.7/15-3×300，電纜長度:約923 m。

(2)故障性質測試。先用絕緣電阻表測量每相對地絕緣電阻，得出A相∞，B相0Ω，C相∞;再從變電站端用萬用表測量B相對地絕緣電阻為400 Ω，在侖后泵站端測量B相對地絕緣電阻為700Ω，兩次測量值不一樣，分析可能是斷相，經過對B相連續性測試最終確定為B相斷相，所以此次故障確定為單相開路并接地故障，選用低壓脈沖法測量電纜的故障距離。如圖1所示。

圖1 電纜敷設示意圖

(3)測試設備。德國賽巴SPG32高壓單元、德國賽巴T30E脈沖反射儀、德國賽巴T16精確定點儀、上海思創絕緣電阻表、萬用表。

(4)故障點定位過程。先在侖后泵站端測量，選擇電纜波速度為185 m/μs，用德國賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法在良好線芯A、C兩相之間測得電纜全長約為923 m，如圖2 a，然后在A、B相間用低壓脈沖法測試，測得故障距離為329 m。再到變電站端，在A、B相間測試，得故障距離為597 m，如圖2 b，兩端測量結果相加基本符合總長度。再用德國賽巴SPG32高壓單元弧反射法在變電站端對故障相B相進行測試，得出故障距離為595 m左右，如圖2 c，由三種測試結果可知故障點在距變電站約595 m的地方。

圖2 電纜全長波形及故障波形圖

根據故障距離，在該段前后均為直埋，用德國賽巴SPG32高壓單元對故障相施加脈沖電壓，配合德國賽巴T16精確定點儀在故障段前后用聲磁同步法確定故障點后，安排人工開挖故障段電纜，發現舊電纜接頭已經完全燒壞，線芯外露。

2.2 案例二:高阻接地故障

(1)故障線路情況。測試時間:2012年9月3日，電纜起點:10 kV新墩線#01甲桿，電纜終點:東陽拉鏈1－#1變，電纜型號:YJV22－8.7/15－3×95，電纜長度:約215 m。

(2)故障性質測試。先用絕緣電阻表測量每相對地絕緣電阻，得出A相∞，B相5 kΩ，C相∞，由此可得出這條電纜線路為高阻接地故障。見圖3。

圖3 電纜敷設示意圖

(3)故障測試設備。德國賽巴SPG32高壓單元、德國賽巴T30E脈沖反射儀、德國賽巴T16精確定點儀、上海思創絕緣電阻表、萬用表。

(4)故障點定位。在10 kV新墩線#01甲桿，在A、C相之間用德國賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法測試，調整波速至185 m/μs，測得電纜全長約為215 m，如圖4 a，再用德國賽巴SPG32高壓單元弧反射法測得故障點在離10 kV新墩線#01甲桿約98 m的地方，如圖4b，測試人員用皮尺測量故障段范圍，用德國賽巴SPG32高壓單元對故障相施加脈沖電壓使故障點放電，用德國賽巴T16精確定點儀在故障段前后用聲磁同步法確定故障點后，再安排人工開挖故障段水泥地面，發現故障點為以往在開挖道路時損傷的電纜主絕緣層，使電纜長期帶隱患運行，最終導致該點被擊穿。

圖4 電纜全長波形及故障波形圖

2.3 電纜主絕緣的特殊故障

(1)故障線路情況。測試時間:2011年12月9日，電纜起點:110 kV城西變10 kV百宏Ⅱ回，電纜終點:10 kV百宏#1開閉所備進902開關，電纜型號:YJV22-8.7/15-3×300，電纜長度:約2 700 m。

(2)故障性質測試。對電纜進行交接性試驗時發現，當B相試驗電壓升至10 kV時，交流耐壓設備泄漏電流急劇上升，設備自動跳閘，試驗人員重新對其絕緣測試，得出耐壓前和耐壓后的絕緣電阻均為375 MΩ，再結合直流耐壓試驗所得出的試驗結果，確定該相存在高阻接地故障。如圖5所示。

圖5 電纜敷設示意圖

(3)故障測試設備。德國賽巴SPG32高壓單元、德國賽巴T30E脈沖反射儀、德國賽巴T16精確定點儀、上海思創絕緣電阻表、萬用表、高壓電橋LDM-105。

(4)故障點定位。在變電站端，在A、C相之間用德國賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法測試，調整波速至185 m/μs后，測得電纜全長約為2 725 m，如圖6 a，試驗人員用德國賽巴SPG32高壓單元對故障相施加脈沖電壓，由于故障點對地電阻較大，無法達到對地放電效果，所以不能用弧反射法及脈沖電流法測得故障距離。多次采用交流及直流耐壓試驗欲使故障點擊穿，但效果不理想，試驗后的故障相絕緣電阻約350 MΩ。

經過調查分析，該電纜線路9個接頭內部可能存在嚴重積水或潮氣，需將故障點對地電阻降至可放電程度，方可準確測出故障點距離，電纜故障點無法形成有效放電時，可使用高壓電橋LDM-105。步驟是先將A、B相短接，在變電站端用高壓電橋測試，將高壓電橋電流調至最大值，持續運行2 h，將故障點燒穿，對地絕緣電阻降至25 kΩ，使用德國賽巴SPG32高壓單元對故障相施加脈沖電壓，用弧反射法測得故障點在距變電站端312 m處，如圖6 b，再用德國賽巴T16精確定點儀確定故障點，發現位于工井內的一個中間接頭處。解剖接頭，在接頭銅連管壓接處兩端的主絕緣層表面有燒痕，分析得出主絕緣層表面的水分與地電位形成一條通路。

圖6 電纜全長波形及故障波形圖

3 結束語

電力電纜故障查找對測試人員技術要求較高，查找過程中會不斷出現一些新的、復雜的情況，借助有效的設備、運用相關原理分析解決新的問題，為后續故障查找積累經驗。本文介紹電力電纜幾種常見故障的查找方法，為電纜安全、可靠運行提供保障。

［1］Q/GDW 512—2010電力電纜線路運行規程［S］.

［2］GB 50217—2007電力工程電纜設計規范［S］.

［3］李忠霞.高壓電纜故障識別一例［J］.農村電氣化技術，2011(1):63-64.

［4］潘 威，陳忠文，屈少虹，等.10 kV電纜中間頭故障原因分析［J］.廣西電力，2012(1):71-72.