10kV电缆故障的检测系统设计及故障后处理研究

10kV电缆故障的检测系统设计及故障后处理研究

商帅

（国网山东省电力公司菏泽供电公司山东菏泽274000）

摘要：在输配电过程中，线路中出故障层出不穷，为了保证电网中输配电线路有条不紊的运行。对于线路故障的查找我们需要谨慎处理，首先清楚电力线路故障出现的原因，对症下药；其次要得出行之有效的检测方法，确保故障出现的情况；最后组织人员有条理的有秩序的进行故障的查找处理。

关键词：检测方法继电保护查找到位

1电力电缆故障发生原因

电缆在使用中因受到外力作用从而造成电缆绝缘损坏或导体断折发生事故。外力作用主要包括机械直接作用、行驶设备碾压、地下不均匀沉降、悬挂电缆自重拉伸、动物啃咬等。外力作用是电力电缆故障产生的最主要原因，该原因占到电力电缆事故发生率的约72％。电缆超负荷电流运行，造成导体过热，直至绝缘材料的破坏甚至燃烧。电缆受到过电压冲击，绝缘材料承受过电压冲击，造成绝缘击穿。

2电力电缆故障的距离检测方法

2.1电桥法

电桥法一直是工程现场检测电缆故障最直接、最简单的操作方法，电桥法按接线形式上可分为正接法和反接法两种。正接电桥法等效电路图如图1所示。正接电桥法优点是简单、方便、操作安全、精确度高。缺点是电桥法中对电阻R1、R2的要求很高，电阻太大将影响电桥的灵敏度，太小容易计算连线电阻造成误差。且该方法不适用于高阻故障和闪络故障。因为故障电阻高时，电桥中电流很小，一般灵敏度的仪表很难实施测量。反接电桥法实际是将正接电桥法中的电源与电流表互换后得到的。它克服了正接法不能测量高阻故障的缺点，在对高阻故障定位时，不必对电缆进行烧穿，还可以通过加大电压E的幅度，使故障点击穿，在击穿的同时可以对故障进行定位。

2.2低压脉冲反射法

低压脉冲反射法又称雷达法，它是受第二次世界大战雷达的启发而发明的，它通过观察故障点反射脉冲与发射脉冲的时间差进行测距。低压脉冲反射法用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。测量时将脉冲信号自测试端送入被测试电缆。该脉冲将沿着电缆传播，当遇到阻抗不匹配点，如短路点、断路点、中间头时，由于波阻抗失配形成反射，脉冲返回到测量端并被记录下来。

2.3直流高压闪络法

直流高压闪络法(简称直闪法)用于测量闪络击穿性故障，即故障点电阻极高，在用高压试验设备把电压升到一定值时就会产生闪络击穿现象。故障点的闪络将产生跃变电压波和电流脉冲波。这个跃变电压波和电流脉冲波以行波的形式在故障点和电缆的终端之间往返反射，在电缆的测试端口将电磁波记录下来，便可以根据电磁波的波形判断电波往返反射的时间。

2.4冲击高压闪络法

当故障处形成贯穿性通道或故障电阻不很高时，随着电压的逐渐增大，只是泄露电流逐步增大，而故障点不闪络或由于泄露电流不断增大，而使试验设备容量受到限制以及由于试验设备的内阻很大，导致故障点加不上高压，电压全降在试验设备的内阻上的现象出现时，必须采用冲击高压闪络法，简称冲闪法。冲击高压闪络法同样具有采集脉冲电压信号和采集脉冲电流信号两种方式，目前现场普遍应用的是采集脉冲电流法。

2.5远端短路环法

远端短路环法测试接线与正常的测试接线法区别在电缆测量端和终端把故障线芯与一完好线芯连接在一起，得到远端短路的测试波形。将远端短路后的波形与没有短路时的波形进行比较，得到两个不同路径传播过来的脉冲到达时间差。电力电缆故障的定点检测方法

2.6冲击放电声测法

声测法定首先要用前面介绍的电缆测距方法对长距离电缆线路进行事故点测距，计算出事故点距离，根据电缆敷设路径找到事故点大致位置。在电缆测试端连接冲击电压装置对电缆施加脉冲高压，故障点产生规则放电，因放电的能量与电缆电容及电压的平方成正比例，较大放电能量在故障点释放，故障点会产生较大的放电声音。然后，在粗测所得的故障点位置的前后，用接收故障点放电声响的装置(即定点仪)来确定故障点的精确位置。放电声最大处，即为电缆故障点所在的位置，实现精确定点。

2.7声磁同步法

声磁同步法是声测法的改进方法，就是在用声测法的同时再利用电磁波接收装置接收放电产生的电磁波。在故障电缆上施加冲击高压使故障点放电发出爆声，用测量仪器同时检测声音信号和故障点放电产生的脉冲磁场信号。电磁波和声波的接收同步，如果能听到振动声波的同时，又显示出故障点放电电磁波的存在，说明故障点就在附近，否则应视为干扰信号。当背景噪声较大时可以运用此方法。声磁法可以提高故障点的识别能力，而且通过检测接收到的磁声信号时间差，还可以估计故障点距离探头的位置。

2.8声磁传播时间差法

在实际测量中，哪一点的信号最强并不很明显，这就会给故障点查找带来困难。声磁传播时间差法就是通过检测放电时所产生的电磁信号与声音信号到达测量仪的时间差对电缆故障定点。时间差最小的位置即为故障点所在位置。

3有计划地查找故障

3.1根据继电保护动作情况预测

电流速断保护动作跳闸：电流速断保护的保护范围，一般为系统最大运行方式下发生短路时，保护范围最大，占线路全长的50％左右。而当线路处于最小运行方式时，保护范围最小，占线路全长的15％～20％。因此，电流速断保护装置动作跳闸，则说明故障点一般位于线路前段(靠近变电所侧)。

3.2根据线路路径情况预测

线路路径在污染区的，大雾天气或春秋季节小雨，该线路发生跳闸事故时，首先应该考虑的是污闪事故，要重点对污染区线路进行排查。

线路路径在树木区的，在夏秋季节有风天气，该线路发生跳闸事故时，首先应该考虑是由树木引起的，重点对森林、树木区线路进行检查。

线路路径在居民建房区、公路建设区的，在良好天气情况下，首先要考虑是施工外力造成的，检查时应特别注意施工区的情况。

3.3根据线路的绝缘水平预测

全电缆线路绝缘最薄弱的地方是终端头、中间接头处。所以全电缆线路发生跳闸故障，首先检查终端头、中间接头是否被击穿。有架空绝缘线和架空裸导线组成的线路，首先考虑架空裸导线段线路。

3.4根据线路客户分布及用电情况预测

线路上如果接有造纸、矿冶等用电企业的，检查时应该从这些企业开始，因为这些企业用电负荷较重，易发生事故。掌握了以上情况再去处理事故，有的放矢地进行排除故障，就会大大提高工作效率。

4组织措施查找故障

4.1合理组织工作人员

工作班组人员的多少则应根据线路的长短、路径及事故发生时的天气、时间等确定。线路短，线路路径交通方便的可以少些；线路长，线路路径复杂的就要多安排一些人员。故障发生在良好天气、白天的可少一些人员；故障发生时天气不好、发生在夜晚时应多安排一些人员。

4.2查找到位

分段查找时，上下段责任人连接不能有空缺，以防漏掉故障点。线路柱上断路器跳闸、跌落式熔断器熔丝熔断，线路没有经过仔细检查，不得盲目试送。全电缆线路(一般是停用重合闸的)巡线没有查到明显的故障点，必须对电缆经过相关试验，确认电缆合格后，才能通电。

4.3应制定应急预案，开展事故演习

抢修班平时要制定好应急预案，经常开展事故演习，有针对性对班组员工进行事故点预测、查找技巧、处理方法进行训练。每次处理完事故后，要做好总结、积累经验，从而提高员工的作战能力和协同作战能力，这样在事故发生时，就一定能够发挥每个员工的作用，事故查找的速度会越来越快。

5结语

综上所述，在输配电线路的故障查找问题上我们需要按步就班，不能草率从事。电力的检测准确与否关系重大，若有不慎，将造成不可估量的损失，所以在具体工作中我们必须谨慎行事，保证万无一失。

参考文献：

[1]黄健华.论述电力电缆常见故障的原因及其预防对策[J].广东科技，2008,(20).