10kV電纜故障點測尋方法分析及應用

張嘉瑜

摘 要：10kV電纜故障問題是一項值得深入研究與探尋的問題，采用先進的故障點測尋方法，從預定位法到精準定位，再到具體的故障分析是一個復雜的過程。本文具體分析了電纜故障點測尋方法以及應用實例。

關鍵詞：10kV電纜故障點；測尋方法；分析；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.146

10kV電纜故障點測尋需要遵循科學的規律和方法，應該先進行預定位，再逐步精準定位，最終逐步排查故障。每一種測尋方法都有其內在的操作步驟和規定。最關鍵是正確運用這些方法，最終達到預期的故障排查效果。

1 10kV電纜故障點測尋方法

1.1 預定位法

（1）電橋法。此方法是依托于比較法發揮測量功能的定位法，其中又包括電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法三大方法。舊式的電橋法存在多種弊端和不足，無法高效、精準地測尋電纜的故障點。其中最常見的是電阻電橋法，通常應用于測試阻值<10歐的電纜絕緣故障檢測中。

（2）現代脈沖反射法。此預定位方法能夠被用在多類電纜故障測尋工作中，具體包括以下方法：

第一，低壓脈沖法。通常適合于低電阻故障的測尋，絕緣電阻值小于40歐姆，具體的故障測尋過程為：朝著需要進行故障測尋的電纜發射脈沖電壓，如果電纜線某處存在故障，脈沖觸及到此故障點、電纜終端與接頭時，此處的阻抗就會對應發生變化，對應將出現一種反射脈沖，而且會朝著測試端運行，通過相關儀器對發射脈沖和反射脈沖之間的時間差做下記錄，就能從中摸索發現故障所處位置。

第二，直閃法。此方法適用于發生閃絡現象的電纜故障檢測中，原理為：將直流電壓作用于故障電纜線，促使出現故障的位置發生擊穿放電現象，也就是所謂的閃絡現象。在這一過程中，發生故障的線路將走向短路。此時顯示器會出現一定的波形、計算方法，同低壓脈沖法如出一轍，唯一不同的是直閃法中，顯示器中的首個脈沖來自于故障點。此方法最適合電纜發生閃絡性故障的情況。

第三，沖閃法。此方法極為普遍使用，具有有效的故障測尋功能。具體的操作過程為：朝著故障區域發出高壓脈沖，如果此脈沖的能量十足，就可以推動故障區閃絡問題的出現，從而使故障區出現短路現象，最終找出故障點。具體的故障測尋原理同直閃法類似。

直閃法同沖閃法有一定的差別，前者通常適合閃絡性高阻故障的測量，然而，后者著通常適合泄漏性高阻故障的測量。

1.2 精準定位法

（1）感應法。感應法具體的使用原理為：電纜在實際運行過程中，會有音頻電流流過，此時其四周就將出現電磁波，將電磁感應接收設備配在身上，順著電纜敷設的路徑逐步運行，就會有電磁波的干擾作用。隨著音頻電流的逐步流動，遇到故障區，電流會發生突然變化，電磁波也會對應發生驟然變化。

感應法通常適合斷路故障、低電阻短路等的測尋，卻并不適合高電阻故障、或者單相接地故障。

（2）聲測法。該方法就是依靠閃測儀，圍繞電纜故障區，推動故障區進行規律性放電。經過粗略估計，暫時定位一個大致的故障區域，再啟動聲測設備，來接收來自于故障點的放電聲音，最終找到故障所處區域。

（3）聲磁同步法。此方法是對聲測法進行有效優化得出的一種測尋法，因為聲音有自己的傳播速度、磁場信號也有自己的傳播速率，二者之間存在一定差異，依據此原理，啟動儀器探頭進行探測，能夠十分明顯地得出二者之間的時間差，以此來定位故障區域，找到故障點。

2 10kV電纜故障測尋的具體過程分析

2.1 電纜故障情況分析

要想高效、準確地測尋電纜故障，首要工作就是要認真、深入地分析故障電纜的具體信息、實際情況，找到所要探尋的電纜的相關資料、信息，例如：此電纜的長度、敷設方向、接頭部位、出廠的相關資料等。有健全、完備的資料支撐，才能為電纜故障測尋做好準備、打好基礎。

2.2 分析故障電纜的特征與屬性

根據電纜故障的特征、屬性等來對應進行深入地分析、判斷，最終選出一套科學、有效的測試方法。通過對絕緣電阻的相關數據、信息實施測試、分析，最終得出故障的類型，屬于短路故障、斷線故障還是接地故障。屬于低電阻故障還是高電阻故障，以及是閃絡性故障還是泄露性故障。需要有規律、有計劃地測尋，只有這樣才能節省測尋時間，及時發現故障。

2.3 粗略測尋

結合以往的故障測試經驗得出，有大概80%的故障屬于高阻故障。啟動脈沖故障測試設備能夠更加高效、準確地測量得出電纜的實際長度，參照相關資料、數據庫、電纜敷設方向等能夠對電纜的故障區域做出大致的估計。

2.4 故障點的精準測尋

在粗略大概測尋的基礎上，接著進入精準定位測量階段，通過精準定位法來更為準確地找到故障點所處位置，然后，針對故障區實施深入挖掘施工，再對應集中圍繞故障點開展維修、維護工作。

2.5 誤差分析

因為電纜自身處于一個較為復雜、惡劣的工作環境中，運行中的電纜容易出現多接頭、長期運行等情況，僅僅依靠一次定位，無法準確找到故障位置，其中勢必會出現巨大的誤差，甚至會出現干擾性信號，要想有效定位故障點，就必須多次操作、反復定位，最終找到一個故障點。實際的測尋過程中，要及時地總結、分析，得出導致誤差的原因，從而保證高精準測量。

3 10kV電纜故障點測尋方法的實際應用

某地區電纜出現故障，電力供應中斷，決定采用故障點測尋技術與方法來找到故障點，并解除故障。經過檢測調查得出：此故障電纜的型號為：YJV22-10-3*300，處于10千伏的電壓下運行，電纜敷設選擇了綜合敷設法，一部分直埋敷設，其他的則選擇了纜溝敷設法，電纜總長度達到2600米。經研究決定選擇直閃法進行故障初步定位，得出了以下波形圖見圖1：

經測量得出：L1=1140米。采用聲測法進一步加以測尋，找到故障點所處的具體位置，其沖擊電壓達到20千伏，波速為2微妙。再查看電纜的敷設路線，采用聲測設備在1000m處探測到一定的放電聲音，鎖定此區域來具體查找故障，經過挖掘施工，最終定位故障并找出原因，電纜對接頭有爆裂現象，且出現了十分清晰的放電點。

割開故障對接頭，針對電纜兩側實施絕緣電阻測量，最后能夠得出電纜后半部分的絕緣電阻值，其中測出了各相的具體對地電阻值，其中A相：5兆歐，B相：6千歐，C相：3千歐。同時圍繞電纜后半部分開展耐壓試驗，待加壓到16千伏，則出現了擊穿現象。

引入沖閃法來圍繞后半部分進行實驗，具體的做法為：將20千伏直流電壓作用于電纜，經不斷地定位、研究，最終得出下面的波形圖見圖2：

經過測量得出：L2=330米，接著再引入聲測法來對故障進行準確定位，300米附近的地方發出放電聲音，順著此聲音進行挖掘操作，最終在大概290米的位置處發現了故障點。

4 電纜故障的成因分析

電纜之所以出現故障問題，主要源自以下幾大方面的原因，具體體現為：

（1）外力的不良破壞作用。該原因的出現多數是因為機械施工所致，例如：電纜施工過程中挖掘設備的不當操作導致電纜被破壞，出現嚴重的短路問題，絕緣損失問題等，從而導致故障。

（2）施工不合格。電纜的對接頭部位是故障高發區，如果對接頭處于潮濕、陰暗環境下，電纜長期浸入水體，對接頭如果沒能完好密存，水體滲入，則可能造成接頭腐蝕現象。

（3）電纜自身質量低下。個別生產商盲目為了經濟利益，控制電纜生產成本，采用質量低下的電纜材料，導致電纜質量低下。

（4）維修不當。電纜由于長時間處于過熱、過電狀態下工作，自身的性能難免受到沖擊，長時間的工作會引發其絕緣度下降，甚至導致絕緣擊穿現象，如果未能及時得到維修，將很容易出現故障。

5 總結

10kV電纜故障測尋方法需要一個探究過程，要科學地利用探尋方法，及時有效地排除故障，維護電纜的安全運行。

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