10kV高压电缆故障查找-工作

论文导读：
摘要：10kV高压电力电缆以其维护简单、运行安全、寿命长、稳定性好的优点被广泛运用于众多城市的电网规划建设中。高压电缆一般埋在地下或铺设在比较隐蔽的位置，这使得高压电缆的故障查找变得不容易，因此我们必须找到一种可以快速、准确地查找电缆故障点的方法来减少由于电缆故障停电给生产及生活带来的损失及不便。本文首先对10kV高压电缆故障发生的原因进行分析，然后简单介绍高压电缆故障查找诊断、粗测、精测三个步骤及各个步骤常用的仪器及查找方法，最后通过亲身的工程实例总结出一些故障查找经验。
关键词：10kV高压电缆；故障查找；冲闪法
高压电力电缆是供电系统中重要的组成之一，一旦发生电缆故障就会导致电网的断电，给生产带来损失，给生活带来不便。随着工业和社会的发展，电网结构越来越复杂，电缆运行时间太长、绝缘层受到化学腐蚀、受潮、机械损伤等都会加速高压电缆的老化，导致其发生故障。高压电缆的隐蔽性给检修带来很大的难度，因此一方面要严格管理，防止其出现故障，制造厂家、电网设计单位、施工单位等要按照规范生产、设计、施工；另一方面，出现故障也要积极找寻更好、更快的解决方法，供电单位要认真分析高压电缆故障发生原因，快速定位电缆故障点，进而进行维修，尽量缩短故障修复时间，为用电单位挽回损失。

一、10kV高压电缆故障发生原因分析

在我国电力电缆较普遍使用是上世纪60年代以后，等级有限，使用范围较窄，当时为解决电缆故障，科研人员研制生产出了以“冲闪法”为原理的电缆故障测试仪。绝大多数10kV高压电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电力电缆外皮没有留下痕迹的情况，十分罕见。
10kV高压电缆故障发生的原因很多，总的来说有以下几种：（1）机械损伤：机械损伤大致包括接近电缆施工、安装不小心破坏电缆、电缆附近发生地陷等给电缆造成的损伤，一般短期不会发生故障，以缺陷的形式存在；（2）过负荷运行：夏季高压电缆的故障率较高，就是因为夏季气温本来就高，电缆过负荷运行温度会更高，这就导致电缆薄弱处被击穿进而发生故障；（3）接头故障：接头主要有终端接头和中间接头两种，其中中间头故障是10kV高压电缆的主要故障之一。

二、高压电缆故障查找步骤及方法

1、电缆故障性质诊断

电缆故障性质诊断主要任务就是找出高压电缆具体的故障类型，确定其故障严重程度，这样测试工作人员就可以有目的的选择恰当的高压电缆测试方法和定点方法。电缆故障大致包括接地、短路、断线三种，其中接地故障又分为三芯电缆中有1芯线或者2芯线接地；短路故障又分为相间短路和三相短路；断线故障又有1相断线或多相断线。10kV高压电缆最常见的故障就是外力破坏和中间头故障，外力破坏可以通过检查故障电缆路径看是否有外力破坏来排除，中间头故障就必须利用仪器进行分析。

2、电缆故障点的粗测距

故障类型确定以后，测试人员就会根据故障类型到高压电缆的一端或者两端进行电缆故障测距。如果高压电缆出现的是低电阻故障、断线故障、短路故障的一种，就可以选择采用低压脉冲反射法进行故障粗测距，即向高压电缆中输入一个低压脉冲，当脉冲传播到故障点时发生反射，这样就可以大概确定故障点到测量点的距离；如果电缆故障是高阻接地故障，一般利用冲闪法进行粗测距，即在故障相上加一个高压脉冲将故障点击穿，然后利用专业软件对从故障点返回的电流脉冲进行分析最后得出故障点的大致位置，设备仪器应在距离故障点较近的一端。二次脉冲法又叫弧反射法，方法是脉冲反射仪发出的低压测试脉冲在不击穿被测电缆故障的情况下得到一条参考波形；然后一冲击高压脉冲击穿电缆故障点产生燃弧后，紧随发出低压测试脉冲，从而得到准确的故障波形。比较两条波形自动叠加后的变化点既故障点。但是由于高压击穿故障点的燃弧时间短、不容易稳定，往往会在高压脉冲消失瞬间恢复其高阻状态，致使紧随发射的低压脉冲不能击穿故障高阻，无法得到故障波形，因此，不适合检测高阻接地电缆故障。
音频法主要用于低阻故障,测电缆开路、断路故障的定位,用音频信号发生器发送音频电流,电力电缆会发出电磁波,在电力电缆故障点附近的地面上用探头(电感式线圈)沿被测电力电缆走向接受电磁场变化的信号,将信号放大后送入耳机,根据耳机中声响的强弱判定出故障的位置,即是通过人的耳朵对声音信号强弱的分辨来判断故障点的位置,对操作人员的经验要求较高,所以并不常用。

3、电缆故障点的精确定位

经过故障性质诊断和故障点粗测后可以大致确定故障点的位置，然后就需要对故障点进行精确定位，以便于维修人员顺利地进行故障修复。例如，如果是外力破坏，可以派运行人员到电缆路径查看是否有施工或开挖现场，此现场即为故障的精确位置；其他故障就必须通过放声电测法等进行故障点的精确查找。

三、工程实例及工作经验总结

1、工程实例

2009年1月23日凌晨，220kV长安变电站的10kVF33新科线发生故障停电，图 1为故障电缆的一次接线图：

图 1
（1）故障性质诊断：从图 1可以看出，该线路只有一根出线电缆，故障点肯定在出线电缆中。而10kV高压电缆最常见的故障是外力破坏和中间头故障，现场巡查负责人反映沿故障电缆路径并没有发现外力破坏的迹象，即可排除外力破坏故障，判定故障为中间头故障。从开关柜中拆出故障电缆的两端，用2500kV的绝缘电阻表测量故障电缆的绝缘电阻，A相为3000MΩ、B相3200MΩ、C相0MΩ，接着用万用表测量出C相的阻值为1300Ω，由此可判断故障为C相高阻接地。
（2）故障粗测：高阻接地故障用冲闪法进行查找，即在故障相上加一个高压脉冲将故障源于：论文参考文献格式www.7ctime.com
点击穿，然后用专业软件对故障点返回的电流脉冲分析得出故障点的大概位置。通过冲闪法测出故障点离加压点的距离450m左右。
（3）故障精测：粗测后，用声波探测仪沿着故障电缆路径对故障点进行精确定位。由于故障电缆路径的原始资料不全，我们在450m前听到的声波较强，但是声波大小区别不明显，450m后听到的声波较弱，并且只找论文导读：总结在利用冲击放声定点的时候，一定要保证故障点被完全击穿，这样才可以准确测距和精确定位，同时还要正确选择冲击电压的大小，一般小于或等于正常运行电压的3.5倍，10kV的高压电缆加上去的冲击电压不应超过35kV，如果还是击穿不了就增加充电电容器的容量；利用冲闪法进行故障点测量时如果从一端加压后，从声波探测仪分辨不出声
到中间头00001J01，没找到中间头00001J02，所以不能确定故障点的具体位置。于是又把冲闪仪器搬到故障另一端进行加压，继续在450m范围内查找，这一次在400m之前听到的声波非常微弱，于是把重点查找范围定在450±30m，并派人钻进电缆沟摸着电缆查找，在450m附近的一个预度井中发现几个中间头，再对电缆加压，明显听到冲闪发出的声波，故障点就在这里。我们把故障中间头切除，再用绝缘电阻表测量切除后的两根电缆，测量值均满足要求。

2、高压电缆故障查找的经验总结

在利用冲击放声定点的时候，一定要保证故障点被完全击穿，这样才可以准确测距和精确定位，同时还要正确选择冲击电压的大小，一般小于或等于正常运行电压的3.5倍，10kV的高压电缆加上去的冲击电压不应超过35kV，如果还是击穿不了就增加充电电容器的容量；利用冲闪法进行故障点测量时如果从一端加压后，从声波探测仪分辨不出声波的大小即不能确定故障点的准确位置，可以尝试在另一端加压再查找；高压电缆的设计单位、运营单位应该尽量完善并保存好高压电缆的电缆路径设计图、中间接头分布图、线路电子地理分布图等基础资料，作为故障查找的依据，以提高故障查找效率。
综上所述，10kV高压电缆以其维护工作简单、稳定性高、便于城市美化等一系列优点，目前被广泛应用于许多城市的生活供电和生产供电。但是由于其铺设位置具有隐蔽性，给故障的查找、定位带来一定的难度。作为供电公司的电缆故障查员，要因地制宜，认真研究学习高压电缆故障发生的原因，熟练掌握10kV高压电缆故障查找步骤及每一步的查找方法，在工作中积累经验，力争可以实现迅速、准确查找故障点；作为运行部门要尽量完善高压电缆的电缆路径图、中间接头分布图、线路电子地理分布图等基础资料，以提高故障查找效率。
参考文献：
欧相林；浅谈10kV电力电缆故障检测[J]；广东科技；2009年第1期
张存生，刘文峰；高压电力电缆故障点查找定位[J]；山东冶金；2003年2月第1期
[3]黄玉亭，张延辉；10kV电力电缆故障查找与分析[J]；华章；2009年第18期
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。