10kV電纜故障定位的標準化操作研究

薛亞平　海日汗

摘 要：本文在分析10kV電纜故障原因及分類，同時對10kV電纜故障定位方法原理進行了分析，在此基礎上，給出了10kV電纜故障定位的標準化操作流程，為工作人員提供可靠電纜故障的查找技術，提高了電纜修復效率，節省了人力物力成本。

關鍵詞：10kV電纜 故障定位 標準化

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）09（b）-0030-02

我國是一個人口大國，居民用電就是一項浩大的工程，而作為全世界能源供應的第一能源——電能，正在各國經濟和城市運轉中發揮著越來越重要的作用。電能源之一的電纜又是量大面廣、用途遍及所有領域的電工產品，其中10kV配電線路的絕緣化是城市建設發展與配網安全運行的必然要求，也是配網發展的必然趨勢，線路的絕緣化使得電纜被普遍使用，導致了我們在運行維護工作中的諸多不便。電纜特點是供電可靠性高、抗干擾能力強、有利于提高電力系統的功率因素等優點，但其運行和維護是所有輸電線路里最復雜、最困難的。

熟悉掌握電纜故障的查找技術，并加強電纜故障的預防工作，一切從源頭抓起，改善電纜運行環境，降低故障恢復時間，成為目前必須攻堅的一個難關。

1 10kV電纜故障原因及分類

1.1 10kV電纜故障原因

電纜故障產生的原因主要可分為材料缺陷、安裝施工質量問題、絕緣受潮及絕緣老化變質等。

（1）材料缺陷。

電纜本體故障，指的就是電纜本身材料的缺陷經過長期帶負荷運行，在某一時刻造成電纜絕緣擊穿的故障。

（2）安裝施工質量問題。

電纜中間頭制作時防水措施安裝不到位，同樣使電纜絕緣層進水形成水樹枝；電纜中間頭連接管壓接不良、打磨不平整，在接口邊緣處局部有尖角、毛刺；安裝的尺寸錯誤。

（3）絕緣老化變質。

電纜溝道內存有很多10年甚至20年的電纜，絕緣介質內部長期在電場作用下游離使絕緣下降，夏季電纜過載運行，更加容易引起絕緣層老化變質。

（4）過電壓。

對多年電纜故障分析原因，可以得出許多戶外的電纜終端頭故障都是由大氣過電壓引起的。而過電壓的產生會使電纜絕緣層擊穿形成故障。

（5）護層的腐蝕。

由于地下酸堿腐蝕、雜散電流的影響，使電纜護層出現腐蝕現象，起不到保護絕緣層作用，長時間后引發電纜故障。

（6）電纜運行環境問題。

在電纜路徑沿線上商販、居民等違章向電纜溝道內排放污水、垃圾，造成溝內條件惡劣，積水嚴重。

1.2 10kV電纜故障分類

電纜故障是指電纜在預防性試驗時發生絕緣擊穿或在運行中因絕緣擊穿、導線燒斷等而迫使電纜線路停止供電的故障。

電纜故障可按兩種分類方式進行分類，按其故障發生的直接原因可分為：試驗擊穿、運行故障。按其故障的性質可分為：接地故障、短路故障、斷線故障、閃絡性故障以及混合型故障。

2 10kV電纜故障定位方法原理

所有類型的電纜故障特性都可用圖1所示的等效電路來表示，其中Rf代表電纜的絕緣電阻，G代表間隙擊穿電壓。

對電纜的故障定位從原理上可以分為兩大類， 即阻抗法和行波法。

阻抗法是測量首端到故障點之間的阻抗，然后利用故障定位公式進行定位。

行波法是給電纜送入一特定測試脈沖，測量脈沖波沿電纜線芯從測試端到故障點往返一次所需的時間t，通過計算t與測試脈沖的傳播速度的乘積，就能得到兩倍的故障點到測試端的距離，繼而就可得出故障點到測試端的距離。

3 10kV電纜故障定位的標準化操作

3.1 作業前的準備

作業前的準備包括：分析工作票、工作前的安排、審核簽字、檢驗設備。

3.2 分析故障特性

明確故障電纜的有關信息，包括電纜雙重名稱以及線長，并對是否存在明顯故障點或破損進行確認。并結合實際情況，用多用表和電動兆歐表進行電纜故障特性分析，明確故障性質。其步驟為：（1）分別對兩相進行接地，計算剩余一相的對地絕緣電阻；（2）計算A、B、C相間絕緣電阻，驗證是否發生相間短路現象，并認真測試電纜的連續性，同時使用多用表判斷A、B、C相間有無導通；（3）在上述的基礎上，將電纜A、B、C相末端短接，計算A、B、C相間絕緣電阻，分析電纜故障是否為斷線故障。若電纜絕緣電阻大于100Ω，確定電纜故障為高阻短路故障；若小于100Ω，確定電纜故障為短路故障或者低阻接地故障；若為正常值時，需做電路連續性測試，判斷有無斷線故障。計算公式如下：

（1）

3.3 查找故障點

首先根據上述的分析以及現場的實際環境，選取不同的方法估算故障點的大致方位。從10kV電纜故障定位方法原理表明，時間的測量要求很高，而其脈沖波在傳播的過程中因在頻率不同，其速度與衰減系數也會有所區別，同時波形的上升沿也不可能很陡，造成準確度得不到保障，尤其用于計算103級及其上的電纜。通常情況下采用高速A/D來查找脈沖上升沿點的方法來從而來計算ΔT。

3.4 路徑探測

在確定故障點的大致位置后就應進行路徑探測，從而確定電纜的具體布線圖，通常采用3種方案，其分別是直連法、夾鉗法、感應法。

3.5 修復作業

在明確點了故障點的具體位置以及電纜路徑后，進行電纜修復工作。斷開故障點處的電纜，并分別向兩端做電纜分段耐壓試驗，防止有兩個故障點漏查的現象發生。

4 結語

本文給出了10kV電纜故障原因及分類，其次對10kV電纜故障定位方法原理進行了分析，并介紹了介紹10kV電纜故障的標準化操作流程，為工作人員提供可靠電纜故障的查找技術，提高了電纜修復效率，節省了人力物力成本。

參考文獻

[1] 馬西安.城市地下管線探測技術研究[J].科技資訊，2012（20）：52-53.

[2] 婁春剛，羅雙，賀菁，等.淺談工廠電纜耐壓試驗方法[J]. 中國新技術新產品，2015（5）：53.