10KV電力電纜故障的類型和測尋方法探析

戴青青

摘 要：文章研究10 kV電力電纜故障的成因、具體類型及測尋方法，對直流閃絡法、低壓脈沖法、電容法、電橋法及沖擊閃絡法等電纜故障測量方法的適用條件和檢測原理進行了闡述，探究防止電力電纜事故的策略，為電力電纜線路的運行管理和維護提供參考意見，提高電纜故障處理工作的效率。

關鍵詞：電力電纜；故障類型；測量方法；適用范圍

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0078-02

隨著人們對電力需求量的不斷增大，供電方式也發生了很大的變化，傳統的架空線供電方式逐漸被電纜供電方式所替代。據相關研究顯示，10 kV配網線路調查結果中電纜的使用量比架空線路的使用量要大得多。然而因為電力電纜的應用的增多，導致電纜故障大幅度上升，因為電纜一般都埋在地下，屬于一種埋在地下的輸送電力方式，不利于運行管理部門進行檢測，增大了管理的難度，影響電網的供電可靠性。本文基于電纜結構的基本特征，對造成電纜的事故原因和類型進行分析，探究處理電纜故障的具體應對措施，從而最大限度地降低電纜故障的發生機率，確保電網安全穩定的運行。

1 電纜故障的成因

1.1 外力破壞

在所有電纜故障中，外力破壞占有很大的比重，機械設備的直接破壞是導致電纜受外力損傷主要原因，導致絕緣受損或短路。電纜上壤直埋敷設方式引發的外力損傷最為常見，因此，在敷設過程中要對電纜盒進行混凝土保護，用明顯的標志將電纜路徑標示出來，避免出現外力破壞的現象。

1.2 電纜的生產質量問題

銅是電線電纜主要使用的導體材料，因為銅價格的上升，使得生產成本增大。企業面對競爭激烈的市場，為了獲得更大的利益，不按照國家規定的電纜標準進行檢測，最大限度的減少成本投入，以規定的負公差為標準進行生產，導致電纜質量不高，安全性得不到保障。如果在生產環節出現失誤，會導致電纜存在缺陷。

1.3 電纜的運行管理問題

在電纜運行管理過程中，用戶超負荷使用及白蟻腐蝕等破壞，會使電纜出現脆化、腐蝕、枯干的現象，大大縮短電纜使用時間。因此運行管理部門要定期對電纜進行巡檢，做好預防工作，采取相應的措施減少電纜出現故障的幾率，保證電纜線路的安全運行。

2 電力電纜故障的分類

2.1 從故障的性質來分類

根據故障的性質不同，可以將電纜故障分為五種形式。

①斷線故障。

②高電阻故障，線路中的絕緣電阻的阻值較大，一般

>100 kQ。

③低電阻故障，線路中的絕緣電阻的阻值一般<100 kQ。

④短路故障，線路中的絕緣電阻的阻值為0或幾乎為0。

⑤閃絡性故障，線路中的絕緣體在低壓下呈現絕緣狀態，在高壓下突然擊穿，又能保壓。

2.2 從故障的相數短路來分類

根據短路相數的不同，可以將電纜故障劃分為以下三種：

①單相短路故障，指的是電纜中出現故障的為單根相線導體。

②兩相短路故障，指的是電纜中出現故障的為兩根相線導體。

③三相短路故障，指的是電纜中出現故障的為三根相線導體。

3 故障電纜的鑒定

確定10 kV電力電纜故障類型時，首先要通過兆歐表（>

2 500 V）對線路中的絕緣電阻進行測量，各種類型絕緣電纜阻值的合格標準見表1，即10 kV電纜換算到長度為1 km，溫度為20 ℃。

如果不滿足20 ℃的條件，就需要根據aR1L/1 000=R公式進行換算，其中，a為絕緣電阻溫度系數，詳見表2；L為測量電纜的長度，單位：m；R1為實際絕緣電阻的測量值，單位為MΩ；R為溫度為20 ℃時，10 kV電纜換算到長度為1 km的絕緣電阻值，單位：MΩ。

通過測量電阻值的大小來分析故障的類型，如果懷疑電纜出現故障，但根據測量電阻值不能判斷時，可以通過直流耐壓試驗來鑒別，如果電纜絕緣檢測過程中出現以下現象，即可找出電纜絕緣的故障部位：①時間越長，泄露電流值越大；②試驗電壓增大的同時，泄漏電流值快速增大；③泄露電流不穩定。

4 10 kV電力電纜故障的測量方法

4.1 電容法

電容法適用于存在屏蔽結構電纜的斷線故障，當電纜中有屏蔽結構時，屏蔽層同電纜導體就會形成電容，電纜長度越長，電容的容量越大。如果電纜出現斷電故障，故障點將導體分為兩段，兩段電纜電容分別為C1和C2，得出C1L/（C1+C2）=L1和L/（C1+C2）=L1/C1兩個公式，在故障電纜的兩端，通過電容表測量出C1和C2，即可算出電容法計算故障點距離。

4.2 電橋法

電橋平衡原理是電橋法的基礎，主要包括：

①電容電橋法，在電纜發生開路故障時直流電橋測量臂未能構成直流通路，所以非常適用。

②高壓電橋法，發生高阻故障后，普通儀表很難將電橋中較小的阻值測量出來，因此要借助高壓設備擊穿故障點，從而降低故障電阻。

③低壓電橋法，該方法在低阻故障中非常適用。平衡電橋電路原理圖。

4.3 直流閃絡法

同低壓脈沖法的原理相同，直流閃絡法主要是對閃絡性故障進行測量。線路中電壓增大到一定程度后，可以瞬間擊穿絕緣體，絕緣物質大量放電或導電，出現類似短路的現象，但隨著電壓的降低，絕緣逐漸恢復正常，這是閃絡性故障最大的特征。采用電流脈沖的檢測方式，結合圖3對直流閃絡法進行說明，閉合S后對T進行調整，逐漸增大電壓，當故障相的施加電壓同故障點閃絡電壓相一致時，就會使故障點間隙瞬間放電，產生電弧引發閃絡。因為電弧阻值很小，幾乎相當于短路，出現閃絡現象后故障點視為短路，同低壓脈沖法一樣，顯示器會出現相同的波形，并采用相同的方法進行計算。直流閃絡法同低壓脈沖法的不同點是顯示器顯示的第一個脈沖，即為故障點發射點，而低壓脈沖中顯示器顯示的反射脈沖才是故障點發射點。

4.4 沖擊閃絡法

測尋電線電纜故障最常用的方法就是沖擊閃絡法，能夠用于閃絡性、斷線、短路、電阻接地故障等多種絕緣故障的檢測，應用范圍非常廣。沖擊閃絡法的原理為對故障點電纜發射高壓脈沖，脈沖巨大的能量能夠使故障點瞬間擊穿，發生閃絡，呈短路狀態。如圖3中將S打開，對T1進行調整，增大T1電壓使電容充電，電容電壓升高到一定程度后合上S開關，線路中的電容就會對故障電纜放電，從而出現發射脈沖，發射脈沖的能量使故障點發生閃絡，出現短路，之后再按照低壓脈沖中的方法進行計算。

5 結 語

電力行業中電線電纜的故障測尋方法主要有直流閃絡法、低壓脈沖發射法、沖擊閃絡法、電容法及電橋法，根據這些測量原理設計的多種故障測距儀有著廣泛的應用，能夠基于故障的特點，對故障點進行快速、準確的測定，減少電力運行部門員工檢查和巡視的工作量，有效的提高了電力管理的工作質量，增大了供電部門的效益，帶來巨大的社會經濟效應，因此，在電力管理運行工作中，一定要充分掌握故障測距儀的工作原理，提高電纜故障的處理效率，優化電纜故障處理工作。

參考文獻：

[1] 黃衛東.10 kV電力電纜故障的類型及故障點查找分析[J].機電信息，2011，（15）.

[2] 牛慶征.10 kV電力電纜常見故障、故障點查找方法及防治措施[J].科技創新導報，2010，（15）.

[3] 陳建平.電力電纜故障分析及查找方法[J].山東煤炭科技，2010，（4）.

[4] 盧山.10 kV電纜故障點測尋方法和現場應用實例[J].湖北電力，2011，（1）.