10kV電纜故障查找及定位技術的分析

段大軍

摘 要：10kV電纜故障查找及定位技術是電網系統安全、穩定運行的保障因素。確定故障類型，及時處理電纜故障，可以讓電力電纜故障問題給電網系統帶來的損失得到有效控制。本文主要從10kV電纜故障的產生原因入手，對與之相關的故障查找和定位技術進行了分析，并在此基礎上論述了脈沖檢測方式在10kV電纜故障查找和定位中的應用問題。

關鍵詞：電纜故障；故障定位；脈沖檢測方式

中圖分類號：TM755 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0167-02

大功率電力電纜在電網系統中發揮著至關重要的作用。根據長期的電力系統維護經驗，在運行時間不斷增加的情況下，高壓電纜線路的故障發生概率亦會有所增加。從農村地區電網系統的實際情況來看，出現電力電纜故障的區域往往具有著環境復雜、施工難度大的特點。借助技術性手段對電網系統中電力電纜故障進行有效排查，是解決電纜故障問題的一大重要措施。

1 10kV電纜故障的產生原因

電纜絕緣環裂化問題、電纜絕緣受潮問題和電纜機械的損傷，是引發10kV電纜故障的主要原因。現階段10kV電纜長期運行于高壓環境之下，在自身發熱問題的影響下，電纜絕緣裂化問題的出現，會讓電纜的絕緣強度有所降低，由此而引發的電纜絕緣崩潰問題，往往會威脅電網系統的高效運轉[1]。如果電纜長期運行于潮濕的環境之中，電纜絕緣受潮現象會引發電纜短路故障和接地故障。從電纜系統故障問題的實際情況來看，電纜絕緣受潮問題所引發的故障具有著不直觀和不可見的特點。電纜機械損傷指的是直接外力破壞和自然損傷給電纜帶來的損害。除此以外，在電纜接地不可靠或長期處于超壓、欠壓運行狀態的情況下，電纜系統出現的電纜故障會引發停電事故和火災等危害。

2 10kV電纜故障的查找、定位技術

2.1 聲測法

聲測法是建立在SYB模擬高壓變壓器和電容器充放電過程基礎上的一種電纜故障排查方式。電纜放電打火的聲音是判斷電纜故障位置的主要依據，目前這一技術可以應用于一些直埋地下電纜的故障定位工作之中。這一故障查找、定位技術對電纜所在區域周圍環境的環境要求相對較高。在周邊環境過于嘈雜的情況下，檢修人員往往難以有效判斷故障問題的所在位置。

2.2 電表檢測法

針對高壓擊穿或機械損害所引發的電纜斷線故障，相關人員可以借助萬用表檢測法對電纜故障進行定位分析。電報檢測技術的操作流程主要涉及到了以下內容：首先，在檢測故障之前，相關人員需要將正負極接在10kV電纜的其中一半區域的兩端，并將萬用表的檔位調成Ω檔。此時如果數字萬用表的讀數為0，或機械萬用表的指針未發生偏移，工作人員可以判定電纜系統故障在另一半線路之中。如果萬用表有讀數，或萬用表的指針出現偏移，表明系統的故障就在這一半電纜之中。其次，在排除沒有故障的電纜以后，相關人員需要將存在故障的電纜再次分成兩個部分，重復上述措施進行觀察。

2.3 惠斯登電橋法

惠斯登電橋法是對短路電纜兩端的電阻值進行檢測的有效方式。在惠斯登電橋法應用于電纜故障查找定位以后，人們可以將電阻阻值較大的一端設置為R1，將電阻值較小的一端設置為R2。假設電纜線的總長度為L，短路點與R1和R2之間的距離分別為LA和LB。在電橋平衡的情況下，電纜系統滿足X=2LR1/（R1+R2）這一公式。

2.4 高壓閃絡測量法

高壓閃絡測量法主要應用于接地故障的測量、定位之中。現階段接地故障時電力電纜系統中常見的一種故障形式。這一故障形式的產生原因具有多樣化的特點。絕緣介質抗電強度下降的問題電力系統接地故障的一種常見表現形式。故障點電阻值的增加，會讓被測電流的數值有所降低，因而一般的檢測儀器難以對以對這一類故障進行有效測量。

絕緣介質的瞬間擊穿被電離需要一定的時間。在一般情況下，弧光放電所需要的時間往往會持續數百微妙或幾毫秒。在這一階段，躍變電壓往往會以波的形式在故障點和電纜端頭之間進行反射，此時如果人們借助示波器對躍變電壓在放電過程中的波形進行記錄，可以為電波來回反射所需要的實踐進行記錄，此時人們可以從電波在電纜中的傳播速度入手，計算故障點與端頭之間的距離。在應用于電纜雷擊故障或接地故障以后，高壓閃絡測量法可以表現出專業性強、可靠性高的特點，但是這一故障定位技術也存在著難以有效掌控的問題。

2.5 等電位測量法

等電位測量法是通過比較電纜和伏安特性表的測量結果的方式進行故障定位的測量技術。從這一技術的具體應用環節來看，故障定位檢測的第一步為與故障電纜的規格、長度相同的電纜的選取工作（保證測量結果的準確性）；第二步為實現該電纜與故障電纜之間的并聯連接；第三，相關人員在對伏安特性表進行負極接地處理以后，由并聯電纜的一端開始移動正極，并要在伏安特性表的讀數為0的情況下停止移動。在伏安特性表的數字為0以后，與正常電纜相對應的故障電纜的位置可以被看作是故障點的所在位置。從這一技術的實際應用效果來看，它具有著測量結果精確度高、測量方式簡便性的特點，相比于其他幾種故障查找、定位技術，這一技術無需使用較為精密的儀器，也無需進行復雜的計算。但是從農村電網系統的實際情況來看，這一故障查找、定位技術不能在遠距離的電纜故障查找和定位過程中得到應用。

3 脈沖檢測方式在10kV電纜故障查找及定位中的應用

3.1 脈沖檢測方式在電纜故障查找與定位中的應用原理

脈沖檢測方式在電纜故障查找與定位中的應用，主要指的是利用二次脈沖法處理電纜故障查找與定位問題的措施。通過對二次脈沖法的原理進行分析，我們可以發現，針對已經出現故障的電力電纜，二次脈沖法可以釋放出一種讓線芯絕緣故障點出現閃絡高壓脈沖，并在釋放這一高壓脈沖的同時，釋放第二個低壓脈沖。兩種脈沖的出現，會讓電力電纜在故障點電弧尚未完全熄滅的情況下，呈現出完全短路狀態，這種短路狀態是相對于低壓脈沖的短路狀態。

3.2 脈沖檢測方式的特點

聲磁同步法和音頻感應法也是借助脈沖檢測技術對故障點進行定位的有效方式，相比于傳統定位方式，脈沖檢測方式在電纜故障查找和定位中所表現出來的特點表現在了以下幾個方面，第一，這一技術有助于提升電網系統的維修效率；第二，這一技術擁有測試簡便、測試結果更為精確和適用范圍較為廣泛的特點；第三，脈沖檢測技術的一體化程度相對較高。基于脈沖檢測方式的故障查找及定位技術可以在不依賴電纜長度、電纜截面和接頭、分支位置等電纜資料的情況下進行故障查找，進而在提升故障查找效率的基礎上，降低停電事故所帶來的經濟損失，第二，在擺脫燒穿降阻模式的影響以后，脈沖檢測方式可以在縮短測試時間的基礎上，發揮出提升測試效率的功能。微電子技術在脈沖檢測技術領域的應用，可以讓脈沖檢測方式的精確度得到有效提升。任何一種電纜故障形式皆可以借助脈沖反射測試技術進行檢測。從我國農村地區電網體系的實際情況來看，車載系統的應用，可以讓檢測人員處于較為舒適的工作環境之中，也可以讓測試人員的工作強度有所降低。

3.3 脈沖檢測方式在電纜故障查找與定位中的應用措施

對于脈沖釋放端而言，其所接收到的低壓脈沖反射波的波形可以被看作是線芯對地完全短路的波形的反映。此時如果對前后兩次接受到的低壓脈沖反射波進行疊加處理，人們可以發現，兩個波形之間存在有一個較為明顯的分叉點。這個分叉點所處位置就可以被看作是故障發生的位置。

在借助二次脈沖法完成故障點的預定位工作以后，人們可以借助示波器或放電聲音確定故障的發生位置，并在對現場獲得的電磁故障的波形進行簡化的方式，提升現場故障的處理速度，也可以被看作是對高壓閃絡測量法進行優化的措施。

4 結語

電纜絕緣環裂化問題、電纜絕緣受潮問題和電纜機械的損傷，是引發10kV電纜故障問題的主要原因。脈沖檢測方式可以在縮短測試時間的基礎上，發揮出提升測試效率的功能。電纜故障查找與定位技術的應用，要求人們在不斷應用相關理論知識的基礎上，對電纜故障問題的產生原因進行明確，進而在確定電纜運行中的故障點的基礎上，為電網的運行安全提供保障。

參考文獻

[1]劉波.10kV電纜故障查找及定位技術[J].科技與創新，2015，（18）：150-151.