城市主城区10kV 配电线路故障的定位查找及其预防措施

李锦波

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海519100）

1 某市主城区10 kV 配电线路及其故障概况

1.1 线路及主要设备概况

随着城市发展，土地资源越来越宝贵，因此主城区10kV配电网越来越多地采用电缆作为电力传输介质。以某市主城区为例，至2015年6月底，该市主城区有10kV 配变共4 185台，总装机容量324 139 MVA，其中公变2 048台，公变装机容量为164 548 MVA；专变2 137台，专变容量为159 591MVA；开关房35座，配电房964 座，箱式变压器215 台，电缆分支箱78台，台架式变压器21台。在运的10kV 配电线路共487回，全长985.78km，其中10kV 电缆长度共875.18km，占10kV配电线路的88.78%；10kV 架空线路长度共110.6km，占10kV配电线路的11.22%。由此可见，电缆已经成为该市主城区10kV 配电线路的主要组成部分。

1.2 故障概况

根据统计资料，该市主城区从2014年至2015年6月底共发生52起10kV 线路故障跳闸事件。其中，由冷缩电缆中间头故障引起的10kV 线路故障跳闸有27起；由市政建设、施工开挖等外力破坏引起的10kV 线路故障跳闸有12 起；由用户电气设备故障引起的10kV 线路故障跳闸有9起；另外还有4起是由于设备老化引起的。10kV 线路故障跳闸事件统计如表1所示。

表1 某市主城区10kV 线路故障跳闸事件统计（2014年1月—2015年6月底）

1.3 10kV 电缆线路故障原因分析

（1）绝缘劣化。由于长期运行在高压条件下，若运行环境和散热条件较差，10kV 电缆的发热将非常严重，长此以往，电缆的绝缘会逐渐劣化，使得绝缘强度不断下降，严重时会导致10kV 电缆绝缘崩溃。

（2）绝缘受潮。电缆头安装质量不佳、密封不良等因素都会导致电缆绝缘受潮。

（3）机械损伤。主要是由于10kV 电缆受到外力破坏，例如市政开挖或房地产施工等过程中，若对地下10kV 电缆管沟和管廊构成和走向不清楚，施工不当或野蛮施工都会造成10kV电缆的机械损伤。

（4）其他原因。例如10kV 电缆长期过负荷运行，附件产品质量存在问题，受到雷电过电压或其他过电压的冲击等。

2 故障定位与查找实例分析

2.1 故障实例

该市主城区某110kV 变电站10kV 馈线F16采用电缆沟敷设形式，电缆材质为交联聚乙烯电缆，电缆型号为YJV22－3×300 mm2。该回馈线总长度为4.95 km，有电缆中间头10个。

2015年3月27日，该回10kV 馈线发生开关跳闸故障，重合闸不成功。在巡检中心的运行人员接到调度指令后，将该回馈线#1 环网柜601 开关拉开后试送电，出现B 相接地信号。随后，在将该回馈线#1环网柜601开关后负荷转由其他10kV馈线供电后，运行人员对该回馈线的对地绝缘电阻和相间绝缘电阻分别使用绝缘电阻表进行了检测，结果如表2所示。

表2 某110kV 变电站10kV 馈线F16绝缘电阻检测结果

由绝缘电阻检测所得到的结果，不难发现该回10kV 馈线的B相发生了接地短路。由此，巡检中心的运行人员对该回10kV馈线进行了故障的定位查找工作。

2.2 10kV 电缆故障定位查找

（1）首先，需对该回馈线出线段的长度进行测量，采用低压脉冲反射法。然后比较测量得到的正常相的电缆长度与故障相的电缆长度，通过对正常相测量波形和故障相测量波形的比较，得出该段电缆长度为2.217km。（2）低压脉冲反射法是一种很常用的10kV 电缆故障检测方法，特别是对断线及断芯故障的检测，结果准确率很高，所得到的波形也很清晰。但在本次10kV 电缆短路故障定位查找过程中，发现检测所得到的故障波形不是很清晰，难以对故障点进行定位。（3）由于低压脉冲法精确定位失败，因此接下来利用脉冲电流法来对故障点进行定位查找。通过脉冲电流法，得到故障点一次和二次反射波形，两者之间的距离为0.495km，这表明故障点距离检测点0.495km。（4）随后，运行人员又利用高压电桥法对故障点进行复查，通过高压电桥法所测量得到的数据，计算出短路故障点与检测点的距离约为0.495km。以上通过两种不同的检测方法得出的短路故障点与检测点的距离一致，因此可以基本断定该回10kV馈线B相发生短路故障的位置就在相距测试地点0.495km的地方。（5）虽然已经初步确定了B 相短路故障点与检测点之间的距离，但由于10kV 电缆在敷设过程中有弯曲，所以仍然需要利用释放音频信号、切断测试及肉眼观察等多种技术手段来对故障点进行准确定位。在对该回10kV 馈线故障相（B相）施加高压脉冲放电信号的过程中，利用仪器在故障点附近区域接收放电声。经过仔细辨认，在0.494km 处听到了放电的声音。打开该处电缆沟盖板后，发现该处10kV电缆有一个电缆中间头，该电缆头有一处保护层已经破损，同时还有一个灼烧产生的孔洞已经露出了电缆内部的缆芯。（6）最后，在距离该电缆头1m 处将故障相（B相）电缆锯断，并对该回馈线各相电缆的对地和相间绝缘电阻进行测量，测量结果均为11 000 MΩ；然后在锯断处之前将任意两相电缆短接，并测量相间绝缘电阻，结果一组为0，另外两组为11 000 MΩ。由此就说明本次10kV 电缆短路故障定位查找结果正确，本次定位查找任务圆满完成。本次10kV 电缆故障点现场照片如图1所示。

图1 10kV 电缆短路故障现场照片

3 10kV 配电线路故障的预防措施

从故障统计结果和10kV 电缆故障原因分析可以看出，要减少该市主城区10kV 配电线路故障跳闸事件，就需要从减少10kV 冷缩电缆中间头故障、外力破坏、用户电气设备故障等方面下功夫。

3.1 减少10kV 冷缩电缆中间头故障

（1）加大对热缩电缆中间头的推广使用力度；（2）对冷缩电缆中间头的防水性能进行改进；（3）在10kV 电缆中间头的施工过程中要严格把握施工质量。

3.2 减少外力破坏对10kV 电缆的伤害事件

（1）安排好10kV 电缆巡检周期，并对施工单位做好安全技术交底工作；（2）对于那些周边需要施工开挖或钻探的电力设施，必须做好围蔽安全保护工作；（3）切实做好10kV 电缆的防车辆碾压保护措施。

3.3 减少用户电气设备故障

（1）切实做好日常用电检查工作；（2）加强对用户侧的管理，安排好用户侧电气设备的巡检巡查周期。

3.4 其他措施

（1）加强对重过载线路、台区以及电力设备的运行巡视维护；（2）在恶劣天气条件下，例如大雾、小雨和潮湿天气情况下，安排好特巡、夜巡工作。

4 结语

随着城市主城区10kV 配电网中电缆的使用越来越多，必须加强对10kV 电缆故障定位查找技术的培训和实践操作，才能快速有效地查找出10kV 电缆的故障，并采取有效措施来对10kV 配电线路的故障进行防范，确保城市主城区的用电安全，提高城市的供电可靠性。

［1］王红伟，刘晋武.10kV 配电网中配电线路故障自动定位和隔离技术的应用分析［J］.中国电业：技术版，2015（2）：14－16.

［2］徐文浩，刘浩，董学坤，等.10kV 配电网线路故障自动定位及监测系统［J］.通信电源技术，2012，29（5）：111－113.