10KV配电电缆线路故障分析、防范及定位查找浅析

10KV配电电缆线路故障分析、防范及定位查找浅析

余学利

贵州电网责任有限公司贵阳供电局  贵州贵阳  550000

 摘要：随着城市电网的改造和建设，电缆在城市配电网中占比越来越高，电缆线路作为配网的重要组成部分，一旦发生故障将会严重影响电网的安全稳定运行。近年来，随着社会经济迅速发展，对城区配电网可靠性要求越来越高，如何在电缆线路出现故障后迅速排查故障并处置成为电缆运维工作的重点，本文将对电缆线路故障原因、查找方法及防治措施进行探讨。

关键词：10kV配电电缆线路；故障分析；故障查找；防范

1配电电缆常见故障分析

就目前的电力系统分析而言，配电电缆故障除了不可抗拒的自然因素造成的事故外，其他的常见故障主要可以分为以下几种：

1.1外力破坏由于电缆地埋的隐蔽性，外力破坏事故是电缆故障的首要原因，约占比电缆故障次数的60%，主要表现为：①野蛮施工造成电力电缆受到外力损伤；②电缆敷设在地下之后，长期受到车辆、重物等压力冲击力的作用，造成电缆下沉、绝缘层龟裂、中间接头应力性损伤等情况。③电缆现场安装时未按要求和规程进行，用力不当、牵引力过大，使用的工具、器械不对，造成电缆护层机械性损伤，日久发生故障。相对于延电缆沟、管敷设的电缆，直埋电缆更容易遭受外力破坏。

1.2配电电缆过负荷运行

由于配电网的过负荷运行导致电缆出现故障，起主要表现在设备容量、安装地点与所需要的容量不符合，造成绝缘层烧毁的现象。同时温度过高还导致导线接头处出现电阻增大的现象。在过电压的情况下，不但影响着电缆的使用寿命，极有可能造成严重的电缆短路现象。

1.3电缆本体存在质量问题

电缆本身质量问题主要是由于电缆原材料和附件之间存在质量问题，这种质量隐患主要表现在：①电缆生产过程中管控不严格，使得电缆在运行过程中出现绝缘击穿的情况。②电缆在接线的过程中存在缺陷，出现接触不良的现象，造成接触电阻增加，从而影响设备端子出现烧断和破损的情况。③电缆接头制作工艺不良导致局部放电或者击穿。

2  10kV电缆线路故障性质诊断及故障点查找  

当电缆发生故障后,首先应判断电缆的故障性质,对于经巡查不能发现的电缆故障，将电缆脱离供电系统后,两终端不要连接任何其它设备，用兆欧表测量每相对地绝缘电阻,如果绝缘电阻为零,可用万用表或电桥进行测量,以判断是高阻还是低阻故障,然后测量相间绝缘电阻,判断是否存在相间短路,有了准确的故障性质判定结论后,便可选择合适的探测仪器和确定寻测方法。

 2.1电缆故障预定位的方法

2.1.1脉冲反射法 

①开路断线：低压脉冲反射法，这类故障一般同时伴随经电阻接地现象存在，所以精确点时一般选用声磁同步法与声测法。

②低阻短路：低压脉冲反射法，这类故障一般先选用声磁同步法与声测法进行精确定位，在电缆确实发生了用声磁同步法与声测法无法找到金属性短路或死接地时，再选用音频信号感应法或跨步电压法进行精确定位。

③高阻故障：高压闪络法（含脉冲电压法、脉冲电流法）或二次脉冲法，声磁同步法与声测法.

④闪络性故障：高压闪络法（含脉冲电压法、脉冲电流法）或二次脉冲法，声磁同步法与声测法。

2.1.2二次冲击法 

二次冲击法、常用SIM电缆故障预定位方法。其特点是易操作、多功能、回波图形解释简易。设备高压电容器放电，使电缆故障点发生闪络 故障点的电弧就变为非常低的电阻。同时回波仪被触发送出第二个发射脉冲，此加加在高压信号上的脉冲将从故障点射。这样，带自动数据处理的回波仪存储故障点反射波形，并将完好的和故障的轨迹进行叠加，两条轨迹将有一个清楚的发散点。其特点是易操作、多功能、回波图形解释简易。

  2.1.3故障点烧穿法

故障点烧穿法应用于高阻故障，设备通过输出直流负高压，对高阻故障点进行处理使故障点产生电弧放电并碳化绝缘介质，碳化连接点是低电阻的，使高阻故障变成低阻故障。

2.2电缆路径的查找

首先分析电缆故障测试中误差，在实际整个测试过程中引起误差的因素是：

2.2.1仪器本身的误差：这主要取决于设备的时基标准及高速A/D转换器的采样频率频率越高计算误差越小。

2.2.2电波传输速度V的误差：传输速度V只与电缆的绝缘介质有关。    

 2.2.3测试波形的读数误差：由于测试波形的随机性和不一致性，要求操作者要熟练使用仪器，要有一定的实践经验去准确判断。     

2.2.4 丈量误差：丈量误差是引起误差的主要因素。仪器测量结果是电缆故障点到测量点的实际距离，而不是直线距离，弯曲等因素很难估算。另外电缆的施工图纸所标距的真实性问题,还有电缆在多次出现故障后在做接头时存在重复增加或减少一段电缆的问题。

 2.3电缆故障精确定点法

电缆故障的预定位，据目前的测试水平来看是不困难的。如使用LB4/60电缆故障智能数字定位电桥。LB15电缆故障定位电桥等设备。一般只用数分钟便能测出故障点至测试端的粗略距离，而且电缆故障长度预定位误差一般不会超过3米。大量实践证明，精确定点方面的问题已成为快速寻测故障的主要矛盾。   

  针对低阻故障主要用声磁信号同步接收定点法。给故障电缆加上一幅度足够高的冲击电压，使故障点发生闪络放电，会在电缆的外皮与大地形成的回路中感应出环流来，这一环流在电缆周围产生脉冲磁场。故障点离麦克风的距离越近，闪络声就越大。在监听声音信号的同时，接收到脉冲磁场信号，即可判断该声音是由故障点放电产生的，故障点就在附近 否则可认为是干扰。在故障点位置处能探测到闪络声的最大值。 

  当遇到电缆本体内闪络或故障点附近有空腔共振的情况，放电时，声音会在一大段电缆内部都能听见，且大小相同 就很难做到精确定位。外护套精确定点技术，可回顾一段区域的跨步电压极性和数值大小的变化，帮助辨认真正的故障点，TM10电缆外护套状态评估及故障定位系统，能准确感知5uV的极小跨步电压。

3 电缆故障的预防措施

  3.1采取措施，市政工程等施工前及时通知供电部门，掌握施工区段电缆分析，并作出电缆线路标识。施工期间，供电部门应排专人现场巡视指导，从根本上震慑野蛮施工队伍。

3.2选择优质电缆及电缆附件

加强物资品控及仓储配送管理，减少生产、运输过程中的引起的缺陷。选用适合截面的电缆，避免因线路长期过负荷运行导致的故障，延长电缆使用寿命。验收时严把质量关，特别关注电缆局部放电监测结果，尽量避免劣质电缆投入运行。

3.3提高电缆敷设施工质量

敷设过程中注意保护电缆外皮不受损坏，弯曲半径不超过允许值，避免过大的机械应力，严格按照相关技术标准及规范进行施工。在电缆头制作过程中应选用技术素养高的工作人员进行，提高电缆终端和中间接头的制作工艺，密闭防潮，加强绝缘，防止电缆头进水或者电缆附件和本体连接不良的情况。

3.4加强电缆运行维护水平

建立健全配电电缆路径的走向的图纸台账、路径标识、警示标志等。定期对电缆进行预防性试验，如局放测试等，及时发现电缆缺陷并处理。

结语 ： 在实际工作中，线路故障的种类和原因是多种多样的，准确判断故障性质并迅速找到故障点及时处理故障，对保障生产的正常进行有着重大意义。同时做好电力线路故障的防范，日常工作中对相关设备应建好一线一册编制，包括线路全长、电压等级、线路型号、厂家、绝缘性质、线路路径等，也是防止故障多发、缩短故障查找时间的基本保障，只有加强运维巡检、对已排查的外力隐患点加强巡检监控，减少被破坏的几率，在出现故障时能快速分析原因、精确定位故障点才能为及时抢修复电提供保证。