浅谈10kV电力电缆故障的类型和测寻方法

庞涛

随着我国经济的发展和社会现代化建设步伐的加快，工农业生产及人民生活的用电量日益增加，对电力的需求量越来越大，对电网的运行安全要求也越来越高。而作为连接各种电气设备、传输和分配电能的电力电缆，以其安全、维护工作量少，稳定性高，有利于提高电能的质量并且美化城市等优点，已经得到越来越广泛的应用。目前，电力电缆所产生的故障在所有供电故障中占了相当大的比重。

本文对10KV电力电缆故障类型和测寻检进行了研究，这些应用可以直接找到故障点进行处理，提高了故障测寻的效率，从而节省人力物力，缩短处理电缆事故的时间，创造较大的经济效益和社会效益。

10KV电力电缆常见的故障原因：第一，机械损伤。（1）它是指电缆施工单位没有严格的执行施工标准要求使得质量监督工作人员以及施工质量不能到达应到的位置，导致电缆敷设存在安全隐患、电缆外部出现损伤，在电缆运行一段时间后出现击穿现象。（2）安装时损伤：在安装时不小心碰伤电缆，机械牵引力过大而拉伤电缆；（3）直接受外力损坏：在安装后电缆路径上或电缆附近进行城建施工，使电缆受到直接的外力损伤；（4）行驶车辆的震动或冲击性负荷会造成地下电缆的铅（铝）包裂损；（5）因自然现象造成的损伤：因电缆自然行程使装在管口或支架上的电缆外皮擦伤；因土地沉降引起过大拉力，拉断中间接头或导体。第二，电缆负荷过大，它是指因为在高峰期间供电负荷的电缆长时间处在负荷运行过大过程中，导致电缆运行的温度过高，超过了正常电缆运行的允许温度，使得电缆薄弱处、电缆终端接头以及电缆中间接头大气与内部过电压作用，使电缆绝缘击穿，形成故障，击穿点一般是存在缺陷。第三，外界环境影响，它是指因为地质条件使得电缆保护层被电腐蚀、化学辐射等，一旦使用过一段时间之后，导致电缆外部的铅皮受到超期侵入或者保护层失效，电缆直接被击穿。第四，电缆接头故障，因为电缆线路中电缆接头是最为薄弱的一部分，如果工作人员在施工中出现施工不良、施工过失，则经常导致电缆接头发生故障。第五，施工工艺，它是指因为施工人员没有严格的执行施工标准要求或者没有经过专业培训，使得在制作电缆中间接头以及电缆头时施工人员的工艺质量过于差，最终导致电缆经过一段时间的运行之后出现中间接头爆裂或者电缆头爆裂。

电缆故障的性质与分类：（1）开路故障。若电缆相间或相对地绝缘电阻达到所要求的规范值，但工作电压不能传输到终端，但负载能力较差。当绝缘电阻=∞，即为断线故障。（2）低阻故障。电缆相间或相对地绝缘受损，其绝缘电阻小到能用低压脉冲法测量的一类故障。（3）高阻故障。电缆相间或相对地绝缘损坏，其绝缘电阻较大，当绝缘电阻>100kΩ，不能用低压脉冲法测量的一类故障，它是相对于低阻故障而言的。

电力电缆故障的测寻方法：第一，脉冲法分低压脉冲反射法、脉冲电压法和脉冲电流法。（1）低压脉冲反射法，低压脉冲反射法用于测量电缆的低阻、短路与断路故障。低压脉冲反射法的优点是简单、直观、不需要知道电缆的准确长度等原始技术资料。低压脉冲反射法的缺点是不能适用于测量高阻与闪络性故障。低压脉冲反射法工作原理：测试时向电缆注入一低压脉冲，该脉冲沿电缆传播到阻抗不匹配点，脉冲产生反射，回送到测量点被仪器记录下来，通过识别反射脉冲的极性，可以判定故障的性质。（2）脉冲电压法，又称闪测法，是六十年代发展起来的一种高阻与闪络性故障测试方法。首先使电缆故障在直流高压或脉冲高压信号的作用下击穿，然后，通过观察放电电压脉冲在观察点与故障点之间往返一次的时间测距。脉冲电压法的一个重要优点是不必将高阻与闪络性故障烧穿，直接利用故障击穿产生的瞬间脉冲信号，测试速度快，测量过程也得到简化，是电缆故障测试技术的重大进步。脉冲电压法的缺点如下：①安全性差。②在利用闪测法测距时，高压电容对脉冲信号呈短路状态，需要串一电阻或电感以产生电压信号，增加了接线的复杂性，且降低了电容放电时加在故障电缆上的电压，使故障点不容易击穿。③在故障放电时，分压器耦合的电压波形变化不尖锐，难以分辨。（3）脉冲电流分直流高压闪络与冲击高压闪络两种测试方法。直流高压闪络测试法的应用范围：直流高压闪络测试法用于测量闪络击穿性故障，在用高压试验设备把电压升到一定值时就产生闪络击穿的故障。直流高压闪络测试法获得的波形简单、容易理解。而一些故障点在几次闪络放电之后，往往造成故障点电阻下降，以致不能再用直闪法测试，故实际工作中应珍惜能够进行直流高压闪络测试法测试的机会。

第二，先用回路法再用冲闪法对故障点距离进行测试验证，根据电缆全场把正常相和故障相进行连接，要求连接有的距离，连接完成后可以得出故障点的距离。

第三，用定点仪器对故障点进行精确定位，有声测定点法和音频感应法。（1）声测法应用范围：主要用于测量高阻与閃络性故障，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10欧的低阻故障。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1～2米。（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。

参考文献：

[1] 李海帆《电力电缆工程设计、安装、运行、检修技术实用手册》当代中国音像出版社2004年版。