配电网电缆故障检测

配电网电缆故障检测

成先文

（国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司江苏省盐城市224000）

摘要：随着城市配电网改造工作的快速展开，电力电缆的应用已经越来越广泛，与架空输电线相比，电缆埋设在地下，不占用空间，而且可靠性高。但由于电缆的制造缺陷、机械损伤、以及绝缘老化等现象，使得电缆故障经常发生，给人们的生产和生活都造成了严重的影响。电缆故障发生后，如何正确判断故障，并通过有效的探测方法，精确的判断出故障的性质以及产生的原因，进而判断出故障点，提高故障的处理速度和效率，已成为目前急需解决的问题。本文介绍了电缆故障发生的几种原因、故障分类、查找故障的几种实用方法以及电缆故障点查找定位。

关键词：电力系统；配网自动化；故障处理；馈线

为了加强和提高配电网的供电可靠性及供电质量，许多地方已经投入了大量的资金逐步进行配电网的改造和实现配电网的自动化，为实现配电网的自动化，要努力解决配电管理系统及配电网故障的处理两个问题。通过总结现有的配电网自动化故障的处理模式并分析在具有较好通信条件的配电网自动化中采用配电网系统保护实现故障处理功能可望成为配电网紧急控制的主流方向。

一、供电配电网自动化的概念

配电网自动化的概念是在20世纪90年代提出的，但直到今天，配电自动化和其相关的技术还没有统一的定义及规范。配电自动化系统将通信技术、现代电子技术、网络技术及计算机与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的控制、监测、保护和供电部门的工作管理有机地融合在一起，能够提高供电可靠性，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系。按照系统的结构，配电自动化可分为配电管理系统自动化、变电站自动化、馈线自动化、用户自动化（需方管理）四个层次的内容。其中馈线自动化是配电网自动化最主要的任务之一，是保障供电可靠性和供电质量的最直接最有效的技术手段。一般来说实现配网自动化主要指10千伏配电网实现馈线自动化。

1.常见故障及原因

近年来，对电缆发生故障的原因进行了相关统计，数据显示，电缆故障多为绝缘损伤而造成的闪络性与泄漏性的故障以及导体断线而引起的电缆开路故障。其最直接的原因就是绝缘强度降低，绝缘层被击穿，而导致这种绝缘强度降低的因素有许多，根据实际的运行经验，可以分为以下几种情况：

1.1机械损伤

机械损伤所造成的故障发生率最高，这种损伤所造成的故障点容易识别，但危害性很大。在直埋电缆上搞土建施工极易将运行中的电缆损伤，破坏严重时可发生短路故障，直接影响用电单位的生产。造成机械损伤的原因有以下几种:一是，电缆直接遭受外力的破坏，比如建设项目的盲目施工或者电缆被人为的破坏，破坏严重时会发生短路，直接影响到用电安全。二是，电缆在安装过程中受到损伤，比如因牵引力太大而造成电缆的损坏，电缆的弯曲半径超过所允许的限度使得绝缘层遭到破坏，以及电缆因剥切的尺寸太深导致电缆损伤等不规范的操作都会使电缆的绝缘层遭到破坏。三是，自然现象造成电缆损伤，比如热胀冷缩现象导致绝缘橡胶的膨胀破裂，或者因地表塌陷、山体滑坡等所产生的过大的拉力导致电缆接头被拉断，甚至是因为外界的温度太低而导致电缆或附件被冻裂等因素都会造成电缆的损坏。

1.2.受潮或水浸

因绝缘受潮而引发电缆故障的发生率仅次于机械损伤。电缆由于长期埋在地下或者隧道里，长时间的被水浸泡，受潮情况非常严重，特别是在电缆的接头处，时间长了便会在电场的作用下形成水树枝，进而损害电缆的绝缘强度。尤其是老电缆在被水浸泡后，会造成跑油，进而发生接地的危险以致被击穿。此外，电缆还可能被异物刺穿或是在恶劣的环境下被腐蚀穿孔等，这些原因都会导致金属护套上形成穿孔甚至裂缝，进而导致电缆进水。

1.3长期超负荷运行

由于电流的热效应，当负载电流流过电缆时必将造成导体的发热，同时电荷的集肤效应、涡流损耗以及绝缘介质损耗等都会产生一定的附加热量，使得电缆的温度升高。这种长期的超负荷运行，会使电缆长时间的承受这种过高的温度，从而加速绝缘的老化，以至被击穿。特别是在夏天，外界温度高，电缆升温快，常导致电缆绝缘的薄弱处被击穿，因此在夏天，电缆故障发生率特别高。

2.配电自动化的难点分析。配电自动化系统对于设备的要求较高、规模较大、建设投资较多。为实现配电的自动化需要克服以下几个难点：1.变电站的10kV出线开关、10kV的开闭所、配电房、配电变压器、并补电容器、分段开关等为配电自动化测控对象，给系统组织管理带来较大的困难。2.配电网中许多开关设备及终端设备都是在户外使用，而且常要抵御雷暴、污秽等自然界干扰，所以配电自动化系统的抗恶劣环境能力是一个亟待解决的问题。3.在配电自动化站内，设备较多，从目前成熟的通信手段来看，较难找到一种能够满足所有通讯系统要求的通信手段，所以采用多种通讯手段相结合的方式，增加了通信系统的难度。

二、配电网中的故障处理措施及模式

1.电缆进水后的处理十分困难，在实际操作中，若是电缆进水，可以将前端几米锯掉，但如果整条电缆都进水了，那就无法再用了。因此，对于配电电缆进水的防止，必须采取预防为主的措施，例如将锯掉的电缆端头进行密封，不管是堆放，还是敷设，都要用塑料将其密封起来，并采用专用的密封套以防止湿气的侵入，电缆在敷设后必须及时对电缆头进行制作。此外，在购买时，必须严格选取质量过硬的厂家，因为绝缘层中存在的杂质和气孔越多就越容易形成水树枝，所以电缆质量的好坏对防止水树老化现象至关重要。

2.对电缆头的制作工艺要加强管理，一旦电缆发生进水，电缆头则会最早发生击穿现象，因此好的电缆头，可以有效的延长电缆的寿命。目前，已广泛采用了冷缩硅橡胶电缆附件，其制作工艺简单，而且且硅橡胶电缆附件有弹性，可以紧贴在电缆上，从而克服了热涨冷缩材料的缺点。

3.对于长电缆，除了在中间做好接头外，我们还可采用1-2个电缆分支箱，若是其中某一段电缆进水后，也不会扩散到其它段的电缆中，同时这也有利于在电缆发生故障时对其进行分段检测。

4.电缆可以采用PVC塑料双壁波纹管材料，这种材料具有耐腐蚀、内壁光滑、强度高、韧性好等优点，在电缆进行直埋敷设时，可以减少电缆外护套的损坏。

5.安装烟雾报警系统，它对电缆因燃烧而产生的烟雾非常敏感，及时的发出报警信号，采取有效措施，防止事故的扩大。还可安装上相应的温度监测装置，实时反馈电缆的温度情况，这也有利于故障的及时发现，以便将损失降到最低。

6.严格按照要求敷设电缆，要根据实际地面和建筑物，以及周围的环境，来选择相应的敷设方式，如隧道敷设、排管敷设、电缆沟敷设、直埋敷设等。同时，在施工过程中，要有对电缆的走向熟悉的施工人员进行指导和监督，从而避免电缆受到外力而造成不必要的损伤。

三、结语

本文对配网自动化中3种典型的故障处理模式进行了总结，可以看出：系统保护模式是一种最优的控制模式。它将保护功能完全下放，力求在FTU终端装置上实现馈线保护功能，这对于提高配电网故障处理的响应速度和供电的可靠性是很有意义的。配电网自动化技术是一项高科技的系统工程，无论是在城市的配网改造还是在配网建设中，都具有自动化水平高，供电性能可靠、维护费用低等特点。因此，积极采用和推广配电网综合自动化技术是全面提高国民经济发展的有效手段。

参考文献

[1]王明俊，于尔铿.配电系统自动化及其发展.北京：中国电力出版社，1998.

[2]刘东.盛珑.配电自动化实用模式[J].电力系统自动化.