城市配網中電纜故障快速查找與處理策略分析

黃文遠

摘要：城市配網中電纜故障的出現，對城市供電可靠性造成了較大的威脅。因此，文章以城市配網中常見的電纜故障為依據，闡述了城市配網電纜故障的快速查找方法，并提出了故障的處理策略，希望為城市配網中電纜故障的處理時效性提升提供一些參考。

關鍵詞：城市配網;電纜故障;低壓脈沖反射法

前言

配電網是城市發展的重要公共基礎設施。近幾年，我國持續加大配電網建設投入，配電網發展成效顯著。由《關于加快配電網建設改造的指導意見（2015-2020年）》可知，2020年我國中心城市供電可靠率達到了99.99%，全國城市輸電電纜化率有效增加，特別是以深圳為代表的一線城市，輸電電纜化率超過了90.0%。在城市配網輸電電纜化率不斷提高的背景下，對電纜故障的查找及處理提出了更高的要求。因此，以城市配網為對象，探究電纜故障的快速查找、處理策略具有非常重要的意義。

一、城市配網中常見電纜故障

1、低阻故障

在城市配網中，電纜低阻故障主要表現為相間、相對地間絕緣受損，絕緣電阻低于電纜正常運行時絕緣電阻，部分情況下電纜某部位絕緣電阻會低于10倍電纜正常運行時特性阻抗。

2、開路故障

在城市配網中，電纜開路故障主要表現為電纜相間、相對地間絕緣電阻值與電纜正常運行規定值相符，但電纜工作電壓無法順利傳遞到電力資源供應終端。具體表現為完全無電壓或終端負載能力極差（有電壓）[1]。

3、高阻故障

在城市配網中，電纜高阻故障主要表現為相間、相對地間絕緣受損（泄露、閃絡），絕緣電阻遠小于電纜正常運行時電阻，但電纜某部位絕緣電阻高于10倍電纜正常運行時特性電阻。

二、城市配網中電纜故障的快速查找方法

1、查找流程

在故障電纜總長度已知的情況下，電纜維修者可以將故障電纜上負載去除，分開兩端纖芯并懸空，以故障電纜其中一端位置作為檢測節點，利用數字式絕緣電阻測試儀，進行分開后線芯與線芯、線芯與屏蔽鋼帶之間的絕緣電阻，確定存在故障的線芯。在確定故障線芯后，利用數字式直流電阻測試儀，進行故障線芯與故障線芯之間、故障線芯與屏蔽鋼帶之間直流電阻的確定[2]。

在直流電阻不超過1.0kΩ時，利用電纜故障定位電橋，配合波反射電纜故障定位儀，進行故障線芯的任意位置測量，確定故障點、檢測點之間的電纜長度值，即故障點位置。若故障點位置差異超過測量儀器容量差值，則可以波反射電纜故障定位儀測試結果為基準，反之則取波反射電纜故障定位儀測試值、電纜故障定位電橋之間的范圍。

在直流電阻超過1.0kΩ時，利用波反射電纜故障定位儀，進行任意故障線芯測量，獲得故障點、檢測點之間的電纜距離，即故障點位置。此時，可以故障點位置為圓心，以波反射電纜故障定位儀容差距離（5.0m）為半徑，進行故障點位置的確定。由于波發射電纜故障定位儀可以在檢測點位置向故障線芯與鋼帶、故障線芯與故障線芯之間同時施加脈沖電壓，根據生磁同步原理，可以獲得較為準確的電纜故障點位置。

2、查找技巧

在專用電纜故障定位設備使用的基礎上，為了進一步提高電纜故障定位效率，可以利用接線的方式轉移故障相，簡化故障，縮短故障查找時間。同時考慮到低壓電力電纜為多芯電纜，不論是直埋敷設還是明敷敷設，均會表現為多線芯相間故障、兩線芯相間故障或者相對地短路故障。若無法保證檢測故障線芯時理想波形的獲得，可以將接線轉移到其他故障線芯上，采集典型、規則波形[3]。而對于小截面銅芯直埋電力電纜（≤35mm2）及鋁芯電纜，故障的發生極易伴隨斷線、短路情況，可以根據故障芯故障性質差異，利用斷線故障測量代替短路故障測量;對于高壓線與地線連接在破損相、金屬屏蔽層（或鎧裝內襯）的低壓電纜故障，因損壞相、金屬屏蔽層之間絕緣電阻為低聲響低阻金屬性連接狀態，探頭偵聽確定故障位置難度較大，可以適當拉大放電球隙，并將高壓、接地線接入故障相間，獲得較大的放電聲，提高故障點位置確定效果;對于外力機械損傷導致的中壓直埋電纜絕緣線芯故障，因擠包鎧裝的內襯層已破損，無法利用專業電纜故障儀器進行規則波形收集，可以利用聲測法直接向電纜鋼帶、銅屏蔽層施加高壓脈沖，提高故障點定位效率。

三、城市配網中電纜故障的處理策略

1、低阻故障處理

對于低阻故障，可以利用低壓脈沖反射法，進行故障位置的排查、確定。在故障確定后，可以利用次要回路跨面電纜代替故障回路電纜，或者將備用電纜經環形溝放置在兩側，滿足應急所需。同時因其與絕緣受潮、外力破壞、化學腐蝕、過負荷運行有關，應在應急處理的基礎上，加強電纜運行環境維護，設置醒目警示標示，更換電纜絕緣附件，加強日常清潔，避免絕緣破壞導致的低阻故障。

2、開路故障處理

對于開路故障，因其多表現為出線開路故障，可以在利用上述方法排查故障位置的基礎上，第一時間利用備用電纜進行開路點短接，或者用兩點接地發，促使故障電纜芯線通過電纜接地線構成回路。

3、高阻故障處理

對于高阻故障，可以采用預防性實驗法，進行故障部位泄露電流檢測。同時根據零序電壓、零序電流變化量，進行高阻接地故障保護動作判定。一般在零序電壓超過整定值時，可從大到小進行全部饋線零序電流幅值排列，若幅值大的前端饋線電流與其他電流方向不同，且滯后于零序電壓90°，則可以判定為對應電纜接地。此時，由調度部門優選長出線、輕負荷、大風險線路進行試流，處理，適當應用新型接地選線裝置，解決高阻故障。

總結

綜上所述，受修路施工、綠化施工、建筑施工等因素影響，城市配網中電纜故障較為多見，不僅影響了城市居民正常用電服務，而且引發了一些安全事故。而電纜故障的發生時刻伴隨著電纜的敷設應用，電纜敷設方式的差異也決定著電纜故障定位難易。因此，可以采用專用電纜故障定位設備，配合回波法，進行電纜故障點的精準定位。在確定電纜故障點后，根據故障表現進行及時處理，降低電纜故障的危害程度，保證城市配網運行的安全穩定性。

參考文獻：

[1]劉洋，梁宇輝.配網中壓電纜故障原因分析與提升措施[J].科技風，2019（35）：177-178.

[2]史曉宇.線路電纜故障查找方法研究——基于10kV配電線路分析[J].電力設備管理，2020（11）：42-43.

[3]卞佳音，徐研，張玨，單魯平，陳文教.基于增強現實技術的電力電纜故障定位[J].電子設計工程，2021（11）：26-29.