城市10kV电力电缆故障类型及测寻方法

城市10kV电力电缆故障类型及测寻方法

王玉妍

国网山西省电力公司技能培训中心

引言

在城市的供配电系统中，10kV配电网络涉及面比较广，其影响也比较大。随着10kV电力电缆越来越多地运用到配电网络中，当电力电缆发生故障后，如何最快地确定故障类型并快速准确地定位，以在最短的时间内查找出故障点，保证供电的可靠性，降低经济损失。

1电力电缆基本简介

电力电缆是用于传输和分配电能的电缆，电力电缆常用于城市地下电网、发电站引出线路、工矿企业内部供电及过江海水下输电线。电力电缆的基本结构由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成。电力电缆的分类很多，主要按照电压类型、绝缘层材料不同分为很多型号，这里讲的主要是埋设在地下的电力电缆。

210kV电力电缆常见故障类型

电缆故障种类很多，可以分为以下五种类型:（1）接地故障:电缆一芯主绝缘对地击穿故障。（2）短路故障:电缆两芯或三芯短路。（3）断线故障:电缆一芯或数芯被故障电流烧断或受机械外力拉断，造成导体完全断开。（4）闪络性故障:这类故障一般发生于电缆耐压试验击穿中，并多出现在电缆中间接头或终端头内。试验时绝缘被击穿，形成间隙性放电通道。当试验电压达到某一定值时，发生击穿放电;而当击穿后放电电压降至某一值时，绝缘又恢复而不发生击穿，这种故障称为开放性闪络故障。有时在特殊条件下，绝缘击穿后又恢复正常，即使提高试验电压也不再击穿，这种故障称为封闭性闪络故障。以上两种现象均属于闪络性故障。（5）混合性故障:同时具有上述接地、短路、断线中两种以上性质的故障称为混合性故障。

3电缆故障的成因

3.1外力破坏

在所有电缆故障中，外力破坏占有很大的比重，机械设备的直接破坏是导致电缆受外力损伤主要原因，导致绝缘受损或短路。电缆上壤直埋敷设方式引发的外力损伤最为常见，因此，在敷设过程中要对电缆盒进行混凝土保护，用明显的标志将电缆路径标示出来，避免出现外力破坏的现象。

3.2电缆本身问题

由于现在电力电缆的供应商很多，为了追求利益，大部分企业忽视了质量、安全这一关口，所生产的产品也参差不齐，没有一个确定的标准来衡量是否满足特殊要求。因此在电力运行中，电缆的稳定性、可靠性、安全性十分重要，与其电缆的质量息息相关。

3.3电缆的运行管理问题

在电缆运行管理过程中，用户超负荷使用及白蚁腐蚀等破坏，会使电缆出现脆化、腐蚀、枯干的现象，大大缩短电缆使用时间。因此运行管理部门要定期对电缆进行巡检，做好预防工作，采取相应的措施减少电缆出现故障的几率，保证电缆线路的安全运行。

410kV电力电缆故障测寻方法

4.1电容法

该测量方法适用于存在屏蔽结构电缆的断线故障中，根据电学知识，当电缆中有屏蔽结构时，屏蔽层同电缆导体就会形成电容，其电容的大小与导线长度成正比。假设导线中途出现短路，就会出现两段电缆上的电容，根据电缆长度与电容大小成正比关系，就可以计算出故障点距离，其中，导线两段电容由电容表测量得出。

4.2直流闪络法

同低压脉冲法的原理相同，直流闪络法主要是对闪络性故障进行测量。线路中电压增大到一定程度后，可以瞬间击穿绝缘体，绝缘物质大量放电或导电，出现类似短路的现象，但随着电压的降低，绝缘逐渐恢复正常，这是闪络性故障最大的特征。采用电流脉冲的检测方式，结合图3对直流闪络法进行说明，闭合S后对T进行调整，逐渐增大电压，当故障相的施加电压同故障点闪络电压相一致时，就会使故障点间隙瞬间放电，产生电弧引发闪络。因为电弧阻值很小，几乎相当于短路，出现闪络现象后故障点视为短路，同低压脉冲法一样，显示器会出现相同的波形，并采用相同的方法进行计算。直流闪络法同低压脉冲法的不同点是显示器显示的第一个脉冲，即为故障点发射点，而低压脉冲中显示器显示的反射脉冲才是故障点发射点。

4.3电桥法

电桥法测量故障点的原理主要采用电桥平衡原理，电桥测量法主要包括：电容电桥法，适应于电缆发生断线、开路状态测量；高压电桥法以及低压电桥法。这两种方法特别适合于低阻故障中。

4.4冲击闪络法

测寻电线电缆故障最常用的方法就是冲击闪络法，能够用于闪络性、断线、短路、电阻接地故障等多种绝缘故障的检测，应用范围非常广。冲击闪络法的原理为对故障点电缆发射高压脉冲，脉冲巨大的能量能够使故障点瞬间击穿，发生闪络，呈短路状态。如图3中将S打开，对T1进行调整，增大T1电压使电容充电，电容电压升高到一定程度后合上S开关，线路中的电容就会对故障电缆放电，从而出现发射脉冲，发射脉冲的能量使故障点发生闪络，出现短路，之后再按照低压脉冲中的方法进行计算。

4.5重视多种测试方法的配合使用

城市10kV电力电缆故障测寻方法运用中，应结合实际情况，重视声测法、音频感应法及冲闪法的配合使用，使得这些测试方法作用下的电缆故障类型得以确定，进而为城市10kV电力电缆故障处理水平提升提供保障，使得这类电缆的实践应用效果得以增强，满足电力系统稳定运行要求。

4.6用定点仪器对故障点进行精确定位

（1）声测法应用范围:主要用于测量高阻与闪络性故障，对于低阻故障，也可使用该方法。（2）音频感应法应用范围:音频感应法一般用于探测故障电阻小于10Ω的低阻故障。在电缆接地电阻较低时，故障点放电声音微弱，用声测法进行定点比较困难。这时便需要用音频感应法进行特殊测量。用音频感应法对两相短路并接地故障，以及三相短路或三相短路并接地故障进行测试，都能获得满意的效果，一般测寻所得的故障点位置之绝对误差为1～2m。（3）高阻故障可用冲闪法测量，故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15mA，测试波形具有重复性及可相重叠，同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时，所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。

结语

综上所述，通过对这些测寻方法的合理使用，有利于实现对城市10kV电力电缆故障的科学处理，确保其在电力系统中的运行工况良好性。因此，电力施工单位在自身的施工作业开展中，应考虑城市10kV电力电缆故障类型的分析及测寻方法的科学使用，使得这类电力电缆性能得以优化，并提升电力生产实践的施工水平。

参考文献

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