浅谈如何查找10kV电缆故障

2013-02-18苏爱国王富勇谢家镇邱永涛

电线电缆 2013年4期

苏爱国，王富勇，谢家镇，邱永涛

(1.石狮电力有限责任公司，福建石狮362700;2.泉州市电力技能研究院，福建泉州362000)

0 引言

随着经济的迅猛发展，电力电缆以其可靠性高、占地少和有利于美化城市等优点，逐渐取代了架空线。电力电缆对敷设、制作、电缆附件质量以及制作时的环境条件要求较高，其中任何一个环节疏忽，都会导致电缆故障。近年来，随着市政工程的逐渐增加，不明地下电缆路径走向的任意开挖，造成电缆受外力破坏较为严重。

1 常见的电缆故障及处理措施

(1)开路故障。电缆敷设于地下，单纯的开路故障并不常见，大部分都是带有一定电阻接地的故障，可用低压脉冲法粗测距离。对于经电阻接地的开路故障，可用脉冲电流法测距，较高接地电阻可用二次脉冲测距，定点常采用声测法或声磁同步法。

(2)短路故障或低阻故障。一般将接地电阻小于100Ω的故障称为低阻故障，用低压脉冲法测试时能清楚识别低阻反射波。这类故障定点时，由于故障点处的放电声时有时无，可先采用声测法或声磁同步法，如果没有放电声，再考虑用音频信号法。

(3)高阻故障。一般将接地电阻大于等于100 Ω的故障称为高阻故障。可先用低压脉冲方式得出可疑故障波形，然后再用脉冲电流法进行测量。当低压脉冲法和脉冲电流法所得出的故障距离差不多时，则以低压脉冲法所得距离定点;如果相差较大，则以脉冲电流法所得距离定点;两者均可用声磁同步法定点。

(4)闪络性故障。此类故障用脉冲电流法的冲闪测距较好。

(5)电缆主绝缘的特殊故障。沿海地区由于海拔低，电缆敷设于地下长期浸泡在水中，在接头制作工艺不良、防水层被破坏等情况下，容易发生由于电缆大范围进水受潮导致耐压试验不合格，如条件允许应采用通流加热法将水分去除，重新进行耐压试验，但是如果试验不合格又造成电缆故障，在故障点处均为水分，则采用电桥法将故障点完全烧穿，再用脉冲电流法进行定点。

2 典型的电缆故障和查找故障的方法

2.1 案例一:开路故障

(1)故障线路情况。测试时间:2009年5月12日，电缆起点:110 kV仑后变电站10 kV泵站线672开关，电缆终点:10 kV仑后泵站配电室仑后泵站主进线901开关，电缆型号:YJV22-8.7/15-3×300，电缆长度:约923 m。

(2)故障性质测试。先用绝缘电阻表测量每相对地绝缘电阻，得出A相∞，B相0Ω，C相∞;再从变电站端用万用表测量B相对地绝缘电阻为400 Ω，在仑后泵站端测量B相对地绝缘电阻为700Ω，两次测量值不一样，分析可能是断相，经过对B相连续性测试最终确定为B相断相，所以此次故障确定为单相开路并接地故障，选用低压脉冲法测量电缆的故障距离。如图1所示。

图1 电缆敷设示意图

(3)测试设备。德国赛巴SPG32高压单元、德国赛巴T30E脉冲反射仪、德国赛巴T16精确定点仪、上海思创绝缘电阻表、万用表。

(4)故障点定位过程。先在仑后泵站端测量，选择电缆波速度为185 m/μs，用德国赛巴T30E脉冲反射仪低压脉冲法在良好线芯A、C两相之间测得电缆全长约为923 m，如图2 a，然后在A、B相间用低压脉冲法测试，测得故障距离为329 m。再到变电站端，在A、B相间测试，得故障距离为597 m，如图2 b，两端测量结果相加基本符合总长度。再用德国赛巴SPG32高压单元弧反射法在变电站端对故障相B相进行测试，得出故障距离为595 m左右，如图2 c，由三种测试结果可知故障点在距变电站约595 m的地方。

图2 电缆全长波形及故障波形图

根据故障距离，在该段前后均为直埋，用德国赛巴SPG32高压单元对故障相施加脉冲电压，配合德国赛巴T16精确定点仪在故障段前后用声磁同步法确定故障点后，安排人工开挖故障段电缆，发现旧电缆接头已经完全烧坏，线芯外露。

2.2 案例二:高阻接地故障

(1)故障线路情况。测试时间:2012年9月3日，电缆起点:10 kV新墩线#01甲杆，电缆终点:东阳拉链1－#1变，电缆型号:YJV22－8.7/15－3×95，电缆长度:约215 m。

(2)故障性质测试。先用绝缘电阻表测量每相对地绝缘电阻，得出A相∞，B相5 kΩ，C相∞，由此可得出这条电缆线路为高阻接地故障。见图3。

图3 电缆敷设示意图

(3)故障测试设备。德国赛巴SPG32高压单元、德国赛巴T30E脉冲反射仪、德国赛巴T16精确定点仪、上海思创绝缘电阻表、万用表。

(4)故障点定位。在10 kV新墩线#01甲杆，在A、C相之间用德国赛巴T30E脉冲反射仪低压脉冲法测试，调整波速至185 m/μs，测得电缆全长约为215 m，如图4 a，再用德国赛巴SPG32高压单元弧反射法测得故障点在离10 kV新墩线#01甲杆约98 m的地方，如图4b，测试人员用皮尺测量故障段范围，用德国赛巴SPG32高压单元对故障相施加脉冲电压使故障点放电，用德国赛巴T16精确定点仪在故障段前后用声磁同步法确定故障点后，再安排人工开挖故障段水泥地面，发现故障点为以往在开挖道路时损伤的电缆主绝缘层，使电缆长期带隐患运行，最终导致该点被击穿。

图4 电缆全长波形及故障波形图

2.3 电缆主绝缘的特殊故障

(1)故障线路情况。测试时间:2011年12月9日，电缆起点:110 kV城西变10 kV百宏Ⅱ回，电缆终点:10 kV百宏#1开闭所备进902开关，电缆型号:YJV22-8.7/15-3×300，电缆长度:约2 700 m。

(2)故障性质测试。对电缆进行交接性试验时发现，当B相试验电压升至10 kV时，交流耐压设备泄漏电流急剧上升，设备自动跳闸，试验人员重新对其绝缘测试，得出耐压前和耐压后的绝缘电阻均为375 MΩ，再结合直流耐压试验所得出的试验结果，确定该相存在高阻接地故障。如图5所示。

图5 电缆敷设示意图

(3)故障测试设备。德国赛巴SPG32高压单元、德国赛巴T30E脉冲反射仪、德国赛巴T16精确定点仪、上海思创绝缘电阻表、万用表、高压电桥LDM-105。

(4)故障点定位。在变电站端，在A、C相之间用德国赛巴T30E脉冲反射仪低压脉冲法测试，调整波速至185 m/μs后，测得电缆全长约为2 725 m，如图6 a，试验人员用德国赛巴SPG32高压单元对故障相施加脉冲电压，由于故障点对地电阻较大，无法达到对地放电效果，所以不能用弧反射法及脉冲电流法测得故障距离。多次采用交流及直流耐压试验欲使故障点击穿，但效果不理想，试验后的故障相绝缘电阻约350 MΩ。

经过调查分析，该电缆线路9个接头内部可能存在严重积水或潮气，需将故障点对地电阻降至可放电程度，方可准确测出故障点距离，电缆故障点无法形成有效放电时，可使用高压电桥LDM-105。步骤是先将A、B相短接，在变电站端用高压电桥测试，将高压电桥电流调至最大值，持续运行2 h，将故障点烧穿，对地绝缘电阻降至25 kΩ，使用德国赛巴SPG32高压单元对故障相施加脉冲电压，用弧反射法测得故障点在距变电站端312 m处，如图6 b，再用德国赛巴T16精确定点仪确定故障点，发现位于工井内的一个中间接头处。解剖接头，在接头铜连管压接处两端的主绝缘层表面有烧痕，分析得出主绝缘层表面的水分与地电位形成一条通路。