10kV配電電纜故障探尋及原因分析

摘要：配電線路是輸電網的重要組成部分，其運行穩定性與可靠性直接影響著人們的生活質量與社會經濟發展。配電電纜供電半徑比較大，呈現放射式樹枝型特點，各線路之間聯絡比較少，相應設置的保護設備數量少并且性能簡單，在根本上導致了線路故障的多發性。為保證配電線路運行的可靠性與安全性，必須要對故障原因進行深入分析，選擇合適措施進行優化管理。文章對配電電纜故障原因進行了分析，并結合實例提出了相應的優化措施。

關鍵詞：配電電纜；故障探尋；故障選線；配電線路；輸電網 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM86 文章編號：1009-2374（2015）05-0145-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0404

在城市建設程度不斷加深的背景下，配電電纜在輸電網中起到的作用越來越大，配電電纜逐漸代替了傳統的架空線路。但是就實際影響情況來看，隨著電纜數量的日益增多以及其運行時間的延長，導致其運行故障的發生越來越頻繁，對人們生活以及社會生產都帶來了較大的影響。為提高配電電纜運行效率，需要采取合適的檢測方法與檢測設備完成故障探尋，及時確定故障位置以及原因，降低故障帶來的影響，在整體上提高電纜運行的效率。

1 電纜故障簡析

電纜故障主要可以分為五種，即接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡性故障以及混合性故障，其中接地故障為電纜一芯主絕緣對地擊穿；短路故障為電纜兩芯或三芯短路；斷線故障為電纜一芯或數芯被故障電流燒斷或受機械外力拉斷，造成導體完全斷開。而閃絡性故障大多發生在電纜耐壓試驗擊穿中，實際運行過程中比較集中出現在電纜中間接頭以及端頭內部位。最后對于混合性故障則是含有接地、短路、斷線以及閃絡性故障中的兩種以上的故障，在故障的判斷與處理上存在的難度最大。

2 電纜故障原因分析

2.1 線路本身因素

第一，電纜斷路。即電纜在運行過程中存在破損以及斷裂等情況，導致供配電回路存在差異，是一種比較常見的運行故障。一般情況配電顯然斷路點并不存在明顯的斷開點，其中產生的間隙很有可能會存在巨大的電弧，導致電纜運行溫度上升，嚴重的甚至會出現爆炸或者火災等事故。第二，短路故障。在電纜電路施工過程中，線路受到人為或者外力影響，導致線路中出現絕緣被擊穿的現象，最終使得線路在后期運行過程中出現短路故障。第三，單相接地。此類故障可以說是電纜電路最為常見的一種，發生的原因大部分是因為線路長期處于雨淋或者潮濕的運行環境中，在線路系統發生故障后，故障性電壓變為零，但是非故障電壓上升到線電壓，造成電壓幅值急劇增加，容易造成配電線路過電壓。最終會因為電壓幅值長期處于超負荷狀態，而造成電纜電路被燒毀。

2.2 外界環境因素

第一，冰凍。尤其是針對于我國北方地區冬季，電纜電路長期處于低溫環境中，如果遇到降雪天氣，電纜電路表面很容易形成冰凍層，使得電纜斷裂、短路以及墜落等，增加了電路運行的安全威脅。第二，雷擊。雖然電纜線路相對于傳統線路已經進行了優化，但是其還是依靠于計算機信息技術，這樣在雷擊天氣里很容易受到雷電的影響，使得線路發生故障不能正常運行。

3 電纜故障探尋方式分析

3.1 沖擊放電聲測

此種故障探尋方式主要是利用直流高壓試驗設備，來完成對電容器的充電儲能處理，當電容器電壓達到一定數值時，球間隙擊穿，高壓設備與電容器上存在的能量就會通過球間隙向電纜故障位置放電，產生機械振動聲波，這樣只需要檢測人員聽聲音就可以辨別故障發生位置。其中，檢測最后階段產生的聲波強弱，主要受擊穿放電能量的大小決定，一般情況下能量比較大的放電，檢測人員可以在草坪表面完成辨別，而對于能量比較小的放電，則需要利用高靈敏度的拾音器沿著初測確定范圍進行精確確認。

3.2 二次脈沖檢測

此種故障探尋方式是一種相對新型的檢測方式，主要利用低壓脈沖波形來完成分析與測試，檢測結果具有比較高的精確度。進行檢測時，首先選擇一定能量與電壓等級的高壓脈沖，通過電纜測試端來向故障電纜進行電壓施加，并讓電纜高阻故障點發生擊穿燃弧。并且要向檢測端添加測量用低壓脈沖，這樣當測量脈沖達到電纜高阻故障點并遇到電弧則會在電弧表面發生反射。在發生燃弧時，電纜高阻故障轉變為瞬間短路故障，這樣就會使得測試脈沖發生明顯的阻抗特征變化，使得原來的閃絡測量波形轉變為低壓脈沖短路波形，通過波形來判斷非常明顯。選擇此種檢測方式，將低壓脈沖發與高壓閃絡技術結合在一起，檢測人員可以通過波形的對比更準確的判斷電纜故障點。

3.3 聲磁信號同步接受檢測

選擇此種檢測方法來完成電纜故障的探尋，首先是向電纜施加沖擊直流高壓，使得電纜故障點放電，在放電的瞬間電纜金屬護套與大地形成的回路會出現感應環流，這樣故障電纜周圍就會出現脈沖磁場。然后利用感應接受儀器可以完成對電纜故障點發出的放電聲信號的接收，最后儀器可以利用探測接收到聲音、磁場兩種信號之間的時間間隔來判斷故障點，聲磁兩種信號間時間間隔最短的點即為電纜故障位置。

4 電纜故障探尋實例分析

4.1 實例1

4.1.1 電纜故障探尋概述。2011年10月25日晚，無錫市220kV塘頭變出線35kV塘頌線發生接地故障，經搶修人員排查，最后確定故障電纜基本情況如下：電纜型號：YJSV；電壓等：35kV；截面：400mm；長度：約800m。

4.1.2 故障分析。首先確定故障性質，分別對故障電纜進行絕緣測試，測試結果如下：A相絕緣3.6MΩ，B相絕緣1.1GΩ，C相絕緣43.9MΩ。初步判定該電纜為高阻故障，因此我們先用低壓回波法對非故障相進行測量，再用二次脈沖法對故障相電纜進行測量。

4.1.3 探尋結果。經過對故障相與非故障相測量數據線的疊加對比可以得出，電纜的總長大約為706m，測試點距電纜274m有很明顯的發散點，此點即為故障點。因為此時運行部門已經提供現場電纜的路徑走向，用皮尺從終端測量點位置量取274m的一個大約范圍，再安排人員守候，使用聲磁同步法在預定位位置進行探測，在沿敷設路徑的電纜蓋板下聽到放電聲，打開電纜蓋板后確定故障即在該點。因為此井為過渡井，此故障點非電纜中間接頭，為電纜本體故障。

4.2 實例2

4.2.1 電纜故障探尋概述。2011年9月16日，無錫市五愛家園開閉所進線發生接地故障，經搶修人員排查，最后確定故障電纜基本情況如下：電纜型號：YJV22；電壓等：10kV；截面：70mm；長度：約180m。

4.2.2 故障分析。首先確定故障性質，分別對故障電纜進行絕緣測試，測試結果如下：A相絕緣247.2Ω，B相絕緣3.2MΩ，C相絕緣193MΩ。初步判定該電纜為高阻故障，因此我們先用低壓回波法對非故障相進行測量，再用二次脈沖法對故障相電纜進行測量。

4.2.3 探尋結果。將故障相與非故障相得出的測量數據線進行疊加對比可以得出，電纜的總長大約為154m，測試點距電纜110.7m有很明顯的發散點，此點即為故障點。

5 結語

電纜線路在運行過程中受到多種因素的影響，經常會出現運行故障，想要有效避免故障的發生，就需要針對故障發生的原因進行分析，并做好故障探尋管理工作，選擇切實可行的措施進行處理，爭取不斷提高電纜線路運行的可靠性。

參考文獻

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作者簡介：邱辛泰（1987-），男，江蘇無錫人，江蘇省電力公司無錫供電公司助理工程師，研究方向：電力系統及自動化。

（責任編輯：蔣建華）