6kV電纜故障點定位及現場實例分析

孫權 王芳 馬龍巖

摘 要：隨著電力電纜的長時間運行，電纜絕緣層老化、損傷等因素，使故障發生的概率逐漸增加，如何利用技術先進、性能優良的電纜故障檢測設備快速、準確地定位是電力保障部門經常遇到的難題。

關鍵詞：6kV;電力電纜;故障定位

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.139

1 電力電纜故障分類及產生原因

電纜常見的故障分為低阻故障、高阻故障、開路故障、閃絡故障、擊穿故障、運行故障，而造成電纜故障的主要原因有電纜絕緣劣化、電纜絕緣受潮 、電纜機械損傷等。

2 電力電纜故障點的定位方法

電纜故障點的定位方法主要有行波法、低壓脈沖法和多次脈沖法。

行波法通過測量出電磁波在故障點和測量點之間傳播的時間，已知電磁波在電纜中傳播的速度，從而計算出故障點與測量點之間的距離，從而確定故障點的位置。

低壓脈沖法是向故障電纜發射一個低壓脈沖信號，當脈沖遇到故障點電纜接頭或電纜終端時，由于該點的阻抗發生改變，因而會產生一個反方向的反射脈沖，根據發射脈沖和反射脈沖之間的時間差，通過計算找到故障點。

多次脈沖法通過向電纜施加高壓使得故障點擊穿產生電弧，并采用一定的技術手段使電弧延續時間大幅度延長并穩定，在電弧延續時間內和電弧熄滅后，分別向電纜發送低壓脈沖，分別可以得到類似于低壓脈沖法的低阻故障波形和電纜末端開路的反射波形，將兩個波形同時顯示，在故障點處會出現明顯差異，從而找到故障點。

3 GL煤礦變電站電力電纜故障點定位案例

3.1 GL煤礦供電系統電纜故障背景介紹

GL煤礦變電站兩路6kV進線，進線電纜線路平行直埋敷設，線路亙長1600米，電纜敷設環境復雜，多潮濕土壤，地下金屬物過多，故障線路有多個中間接頭。

2019年3月3日該變電站II路進線發生跳閘，在重合閘后再次跳閘。值班人員使用搖表對故障電纜線路進行測量，其結果為三相接地故障。

在對該故障電纜的情況實地考察后，初步確定直接定點監聽的方案，具體如下：

用低壓脈沖反射法測量故障電纜的長度，并與正常電纜線路長度相比較。此時測量數值皆在10MΩ以下且不斷變化，任意一相對地電阻均在20KΩ以下，且未發現明顯的全長、斷路波形，故確定此次故障為泄露型高阻。

再對故障電纜長時間的沖擊試驗，未能將泄露型高阻轉換為絕緣高阻，故直接定點監聽方案失敗。

在重新分析規劃后，我們對I路正常電纜線路進行全場測量，正常電纜全長波形測量如下：

因現場電纜接頭較多，故以傳輸時間為準，故障總長傳輸時間22.750微秒。

將故障電纜從中間接頭處斷開，用萬用表測量其中一段電纜阻值正常即為非故障段電纜，另一段電纜還是表現為泄露型高阻狀態即為故障段電纜，對非故障段電纜進行全場測量。

非故障段電纜全長波形測量如下：

非故障段電纜傳輸時間總長12.212微秒。由此得知故障段電纜全長傳輸時間為10.538微秒。

因對故障段電纜長度及路徑不明確，故為確定故障所在位置，再次長時間注入高壓信號使電纜故障由泄露型高阻轉化為絕緣性高阻，使用多次脈沖定位將泄露型高阻轉化為絕緣性高阻，測得波形如下：

由波形分析來看故障段電纜有明顯的故障位置波形，經確認，故障段電纜長度約為800米，傳輸時間為10.538微秒，故障傳輸時間為7.099微秒。

由此算出故障距離為距測量位置540米左右，使用精確定點儀探聽故障聲音，并根據精確定點儀顯示的方向和距離最終在所測處找到故障位置。

4 結束語

在實際中，由于電纜故障點環境復雜，如噪聲過大、電纜埋地過深、地下金屬物過多等，造成故障點查找和定位困難，這時就要求既要有好的測試設備又要求測試人員的經驗積累才能快速、準確發現故障并定位。我們要在工作中對大量的現場數據進行分析、研究、總結，不斷地積累經驗，才能逐步掌握電纜故障點查找和定位測試的規律。