10kV電力電纜常見故障、故障點查找方法及防治技術(shù)

韋武青

摘要：在當(dāng)前配電網(wǎng)中越來越多的應(yīng)用了10kV電力電纜。由于10kV電纜自身原因以及相關(guān)的應(yīng)用原因，由于電纜所導(dǎo)致的線路故障也層出不窮。本文主要分析了當(dāng)前10kV電力電纜的主要故障，同時分析其故障查找的方法以及具體的防治措施，希望能給有關(guān)人員可供參考之處。

關(guān)鍵詞：10kV電纜;故障原因;故障處理;預(yù)防對策

1.引言

當(dāng)前電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，給電網(wǎng)企業(yè)帶來不小的挑戰(zhàn)，同時也促進(jìn)了自身的發(fā)展。目前電網(wǎng)企業(yè)正在構(gòu)建10kV配電工程，更好的滿足用電需求，同時電力電纜廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中，也暴露出了不少的問題，引起人們關(guān)注。因此在當(dāng)前研究10kV電力電纜故障及其查找方法和防治措施時十分有必要的。

2.10kV電力電纜結(jié)構(gòu)及配件

10kV電力電纜主要由導(dǎo)體、屏蔽層、絕緣層和護(hù)套構(gòu)成。當(dāng)前主要采用交聯(lián)聚乙烯材料。如圖1為電纜結(jié)構(gòu)圖。附件主要有接頭和終端，是電纜連接以及與設(shè)備連接的關(guān)鍵部分。電纜終端用于連接其他設(shè)備，同時保護(hù)芯子。電纜接頭則是用于電纜連接。

3.10kV配電網(wǎng)電纜故障分析

3.1電纜機械性破壞

一般情況下，10kV電纜線路由于外界因素不確定的情況下是極易出現(xiàn)機械性損傷的，對于一些不明顯的損傷在定期的維護(hù)工作中是不易被發(fā)現(xiàn)的，因此不能及時的處理，這就給配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來很大的安全隱患，其中主要包括以下幾個方面：一是電纜安裝過程中在受到擠壓導(dǎo)致彎曲嚴(yán)重，這是因為沒有按照相關(guān)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，導(dǎo)致電纜受撞擊損傷或者是電纜受到較強的外力作用直接被扯斷;二是受大自然的影響而破損，由于水土流失等自然災(zāi)害造成地面下沉，從而對電纜管道產(chǎn)生擠壓作用，這也在一定程度上加快了電纜的破損速度。

3.2絕緣受潮問題

由于大量的水分或者蒸汽等滲入終端和電纜護(hù)層，從而導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障。具體問題有以下幾個：一是因為電纜的接頭位置密封處理的不是很好，這就導(dǎo)致該位置極易滲入水蒸氣;二是電纜制作工藝水平相對較低，例如部分電纜的外套保護(hù)層存在裂縫等問題;三是由于電纜金屬部位長時間受到化學(xué)作用的影響，就會出現(xiàn)腐蝕破損等情況，導(dǎo)致水分的滲入。

3.3電纜絕緣層老化變質(zhì)

電纜的絕緣層的作用就是為了保障電纜穩(wěn)定運行，但是在長期的使用過程中，受到外界各種不確定因素的影響，這就會造成絕緣層內(nèi)部的氣體出現(xiàn)游離現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致絕緣性能大幅降低，尤其是接觸到化學(xué)物質(zhì)后，會加速絕緣層的腐蝕。除此之外，溫度過高的情況也會加速絕緣層的老化變質(zhì)，影響其絕緣性能。

3.4電纜保護(hù)層腐蝕問題

電纜的保護(hù)層長期受到電力化學(xué)或者化學(xué)作用的影響下都會對其產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，電纜的保護(hù)層長期在這種環(huán)境下就會出現(xiàn)斷裂破損等一系列故障，嚴(yán)重影響電纜的正常工作。

3.5接地故障和短路故障

無論是單相還是多相的接地故障，當(dāng)接地電阻小于100kΩ，則被稱為低阻接地故障，如果接地電阻大于100kΩ則被稱為高阻接地故障。根據(jù)短路時接地電阻的大小，短路故障也可分為低阻短路和高阻短路。

3.6雷擊故障

如果沒有做好相應(yīng)的防雷措施，電纜在大雨的天氣情況下，是非常容易遭受雷擊影響的，這樣就會直接擊穿電纜線路，導(dǎo)致其不能正常運行。

4.故障點的查找方法

在查找電力電纜故障點的過程中，首先要結(jié)合故障現(xiàn)象來進(jìn)行簡單的試驗，對其性質(zhì)有一個初步的了解，例如導(dǎo)線斷線或者是絕緣損壞、多相故障還是單相故障等，以此為基礎(chǔ)來選擇適宜的方法，下面展開具體介紹。

4.1常見基本方法

（1）電橋法：這種方法主要用于相間短路問題以及單相接地問題的查找，精確度高并且使用方便。電橋法根據(jù)電纜長度以及調(diào)節(jié)橋壁平衡的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行故障點與測點的距離。在實際應(yīng)用中，必須要掌握電纜長度，并且電纜具有絕緣良好相。在實際中故障常為閃絡(luò)性和高阻性故障，因此采用這種方法較為費時。

（2）低壓脈沖反射法：這種方法主要是通過電纜來傳播高頻率的低壓脈沖，如果存在故障點或者是不匹配點，電磁波會產(chǎn)生發(fā)射現(xiàn)象，反射脈沖被送回到測量儀器中，從而檢測故障點。

（3）直流閃絡(luò)法和高壓閃絡(luò)法：直流閃絡(luò)法主要用于閃絡(luò)故障的查詢。這種方法是通過直流電壓擊穿電纜故障點，使得故障點產(chǎn)生閃絡(luò)，通過波形來獲得測量點與故障點距離，波形簡單，精度較高。如果故障點電阻不高，那么直閃法有可能導(dǎo)致電流泄露較大，由于電纜電壓小而無法形成閃絡(luò)，這時就要通過高壓閃絡(luò)法來判斷故障點是否發(fā)生擊穿放電。但需要注意并不是存在間隙放電就代表故障點擊穿。

4.2精確定點測量法

上述幾種方法所測量的故障點范圍較大，對于施工處理有著一定的阻礙。對于精確查找來說，主要對電纜埋深和路徑進(jìn)行查找，從而確定準(zhǔn)確的故障位置。

聲測法：故障點放電時會產(chǎn)生聲音，通過靈敏度較高的聲電轉(zhuǎn)換器將聲音信號和電信號進(jìn)行放大，從而最終確定故障點情況。但是這種方法誤差較大，如果埋深較大時無法保障精度，但是對于設(shè)備的要求較低。

聲磁同步法：電磁信號是以光速傳播，而聲速則較慢，二者存在較大差異，在接收這兩種信號時，認(rèn)為是同時從故障點發(fā)出，因此故障點越遠(yuǎn)，接收到信號的時間差就越大。

5.預(yù)防電纜出現(xiàn)故障的措施

5.1選擇高質(zhì)量的電纜

對于10kV電纜來說，其主要是由導(dǎo)體、屏蔽層、絕緣層以及保護(hù)層構(gòu)成的。其中上述四部分的質(zhì)量和性能直接決定著電纜的性能。根據(jù)對電纜市場的分析，一般情況下，質(zhì)量相對較低的電纜中銅芯純度非常低，而且電纜的截面面積相對較小、絕緣層和保護(hù)層的材料基本都是劣質(zhì)材料，因此在選購電纜期間，必須要加強對電纜材料的檢查工作，避免混入不符合施工標(biāo)準(zhǔn)的電纜。

5.2加強電纜頭制作工藝

在制作電纜頭時要注意以下幾點：第一，在制作前要將電纜灰塵擦除，保持包面的整潔。對電纜進(jìn)行校正，拉直，根據(jù)安裝尺寸來切割。第二，將電纜絕緣層切開，撥開銅絲保護(hù)套，將銅絲拉直，在處理銅絲編織線和半導(dǎo)體層的過程中要加以注意，避免影響其導(dǎo)電性，妥善保護(hù)銅絲和半導(dǎo)體層。第三，銅絲導(dǎo)體外漏時通過專業(yè)工具來處理，首先使用O形密封環(huán)將銅絲導(dǎo)體套住，拉直銅絲，按照順序套住銅絲導(dǎo)體，完成固定。第四，銅絲導(dǎo)體處理完畢后要進(jìn)行主絕緣層和外半導(dǎo)體的處理。首先打磨光滑外表面，測量直徑，保證直徑滿足設(shè)計要求。第五，使用壓線鉗將導(dǎo)體連接處壓好，壓制過程要滿足相應(yīng)的規(guī)定和要求，然后再打磨連接處，保持光滑整潔。第六，將銅編織線用錫來焊接，根據(jù)尺寸要求來調(diào)整現(xiàn)有尺寸，縮小誤差。

5.3加強管控電纜敷設(shè)工作

在進(jìn)行電纜敷設(shè)施工前期，相關(guān)人員首先就是檢測電纜是否有破損問題，并對電纜的絕緣電阻進(jìn)行測量，同時還要檢查是否受潮等問題;其次在實際的敷設(shè)施工期間，施工人員要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，避免電纜外保護(hù)層受到損傷，盡可能的不要接觸棱角或尖刺等物體，同時還要避免出現(xiàn)電纜過分彎曲的問題，必要情況下可選擇相應(yīng)的部件輔助彎曲。

5.4保護(hù)好電纜外套

隨著電纜敷設(shè)施工技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段高壓單芯電纜在實際的電纜敷設(shè)過程應(yīng)用十分廣泛，對于提高工程的整體質(zhì)量有很大幫助。但是這種類型的高壓單芯電纜的保護(hù)套存在很嚴(yán)重的問題，電纜保護(hù)套如果存在質(zhì)量問題那么對于后續(xù)的工程質(zhì)量就會產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響。因此，在實際的10kV配電工程電纜敷設(shè)施工期間，相關(guān)電氣施工人員要重視電纜保護(hù)套的質(zhì)量，并針對性的對其質(zhì)量進(jìn)行管控，保障工程的施工質(zhì)量和安全性能。首先電氣施工人員要提前了解電纜外套的保護(hù)作用，一般情況下，電纜外層都會有保護(hù)套，其最大的作用就是有效的避免電纜機械抗壓的情況，同時在一定程度避免電纜進(jìn)水和保持絕緣性能。如果電纜的保護(hù)套被破壞，那么電纜就會和空氣中的水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致電纜被腐蝕，從而影響電纜的質(zhì)量;其次，施工人員在實際的電纜敷設(shè)施工期間要對電纜外套進(jìn)行合理的保護(hù)工作，雖然外保護(hù)套的耐壓性能相對很好，但是如果在施工期間沒有對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)工作，就會或多或少的出現(xiàn)一系列問題。所以在實際的安裝電纜過程中，施工人員必須要按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行固定工作，同時還要在具體的操作過程中選擇合適的工具來安裝電纜，合理的控制電纜的松緊程度，有效的保障電纜外保護(hù)層，確保電纜安裝的順利進(jìn)行。

5.5電纜敷設(shè)竣工后要進(jìn)行防護(hù)工作

在電纜敷設(shè)施工完成后必須要進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)工作，其中包括孔洞的封堵、埋標(biāo)志樁等工作，同時還要做好試驗工作，確保施工效果符合實際的要求。對于孔洞封堵工作來說，施工人員必須要將電纜保護(hù)孔洞、電纜溝、電纜排管孔洞以及工井連接部位的孔洞進(jìn)行全方位的封堵工作，這樣可以有效地保障雜物的進(jìn)入;對于防火封堵工作來說，施工人員就是要預(yù)測可能發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，然后在電纜的中間接頭和終端頭的位置利用封堵泥或者是防火板來實現(xiàn)隔離，避免發(fā)生火災(zāi)后火勢持續(xù)的蔓延。

5.6附件施工質(zhì)量控制

對于電纜線路工程中的附件來說，主要指的是電纜接頭，接頭的作用是為了連接電纜線路，是非常重要的一個部件，必須要控制其施工質(zhì)量和規(guī)范性，這樣才能有效地避免電纜線路出現(xiàn)故障概率，其主要的施工要點有以下幾個：一是要確保施工環(huán)境的干燥整潔，盡量避開雨雪天氣施工，同時還要保證環(huán)境的溫度在0℃以上;二是在實際的電纜頭制作前期要做好電纜的核對工作，其中包括電纜種類、截面積等等，除此之外還要對絕密電阻做耐壓實驗工作;三是電纜接頭的位置要按照工井制作，同時還要做好防火處理，并且在工井位置預(yù)留一些裕度，避免后續(xù)安裝過程中出現(xiàn)問題從而導(dǎo)致重新接頭的問題出現(xiàn);四是嚴(yán)格管控安裝人員的技術(shù)能力，必須要執(zhí)證上崗，同時還要加強安裝過程中的監(jiān)督工作，嚴(yán)格規(guī)范施工。

5.7避免電纜遭受外力擠壓破壞

為了最大限度的保障電纜線路穩(wěn)定運行，必須重視防外力破壞電纜的預(yù)防工作，這就需要電網(wǎng)公司做好相應(yīng)的群眾工作，有以下幾方面內(nèi)容：一是進(jìn)行電纜直埋施工期間要在電纜上方布置防護(hù)板，可以選擇敷設(shè)埋管的方式，不僅可以保護(hù)電纜，而且方便后續(xù)的電纜維護(hù);二是可以在電纜的附近區(qū)域加設(shè)警告牌或者宣傳標(biāo)語等，這樣可以提醒居民不要深挖電纜線路，有效保護(hù)電纜線路正常工作;三是與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門打好配合，提前對電纜施工的路徑以及周邊施工情況進(jìn)行分析，并在實際的電纜敷設(shè)施工期間加強對施工規(guī)范的管控和監(jiān)督工作，同時還要加大保護(hù)電纜線路的宣傳力度，必要情況下選擇以法律的途徑懲罰違法開挖電纜線路的人員。

6.結(jié)束語

綜上所述，對于10kV配電工程電纜線路來說，隨著其線路的增加，同時線路的故障率也會增加，給電網(wǎng)企業(yè)的后期維護(hù)工作帶來巨大壓力，因此為了給居民提供安全穩(wěn)定的用電環(huán)境，相關(guān)企業(yè)必須要重視電纜線路的故障處理工作，同時還要采取合適的預(yù)防措施，有效降低電纜線路出現(xiàn)故障的概率，最大限度的提高10kV電纜的供電的安全性和可靠性。

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