10kV电缆故障查找及定位技术的分析

段大军

摘 要：10kV电缆故障查找及定位技术是电网系统安全、稳定运行的保障因素。确定故障类型，及时处理电缆故障，可以让电力电缆故障问题给电网系统带来的损失得到有效控制。本文主要从10kV电缆故障的产生原因入手，对与之相关的故障查找和定位技术进行了分析，并在此基础上论述了脉冲检测方式在10kV电缆故障查找和定位中的应用问题。

关键词：电缆故障；故障定位；脉冲检测方式

中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）06-0167-02

大功率电力电缆在电网系统中发挥着至关重要的作用。根据长期的电力系统维护经验，在运行时间不断增加的情况下，高压电缆线路的故障发生概率亦会有所增加。从农村地区电网系统的实际情况来看，出现电力电缆故障的区域往往具有着环境复杂、施工难度大的特点。借助技术性手段对电网系统中电力电缆故障进行有效排查，是解决电缆故障问题的一大重要措施。

1 10kV电缆故障的产生原因

电缆绝缘环裂化问题、电缆绝缘受潮问题和电缆机械的损伤，是引发10kV电缆故障的主要原因。现阶段10kV电缆长期运行于高压环境之下，在自身发热问题的影响下，电缆绝缘裂化问题的出现，会让电缆的绝缘强度有所降低，由此而引发的电缆绝缘崩溃问题，往往会威胁电网系统的高效运转[1]。如果电缆长期运行于潮湿的环境之中，电缆绝缘受潮现象会引发电缆短路故障和接地故障。从电缆系统故障问题的实际情况来看，电缆绝缘受潮问题所引发的故障具有着不直观和不可见的特点。电缆机械损伤指的是直接外力破坏和自然损伤给电缆带来的损害。除此以外，在电缆接地不可靠或长期处于超压、欠压运行状态的情况下，电缆系统出现的电缆故障会引发停电事故和火灾等危害。

2 10kV电缆故障的查找、定位技术

2.1 声测法

声测法是建立在SYB模拟高压变压器和电容器充放电过程基础上的一种电缆故障排查方式。电缆放电打火的声音是判断电缆故障位置的主要依据，目前这一技术可以应用于一些直埋地下电缆的故障定位工作之中。这一故障查找、定位技术对电缆所在区域周围环境的环境要求相对较高。在周边环境过于嘈杂的情况下，检修人员往往难以有效判断故障问题的所在位置。

2.2 电表检测法

针对高压击穿或机械损害所引发的电缆断线故障，相关人员可以借助万用表检测法对电缆故障进行定位分析。电报检测技术的操作流程主要涉及到了以下内容：首先，在检测故障之前，相关人员需要将正负极接在10kV电缆的其中一半区域的两端，并将万用表的档位调成Ω档。此时如果数字万用表的读数为0，或机械万用表的指针未发生偏移，工作人员可以判定电缆系统故障在另一半线路之中。如果万用表有读数，或万用表的指针出现偏移，表明系统的故障就在这一半电缆之中。其次，在排除没有故障的电缆以后，相关人员需要将存在故障的电缆再次分成两个部分，重复上述措施进行观察。

2.3 惠斯登电桥法

惠斯登电桥法是对短路电缆两端的电阻值进行检测的有效方式。在惠斯登电桥法应用于电缆故障查找定位以后，人们可以将电阻阻值较大的一端设置为R1，将电阻值较小的一端设置为R2。假设电缆线的总长度为L，短路点与R1和R2之间的距离分别为LA和LB。在电桥平衡的情况下，电缆系统满足X=2LR1/（R1+R2）这一公式。

2.4 高压闪络测量法

高压闪络测量法主要应用于接地故障的测量、定位之中。现阶段接地故障时电力电缆系统中常见的一种故障形式。这一故障形式的产生原因具有多样化的特点。绝缘介质抗电强度下降的问题电力系统接地故障的一种常见表现形式。故障点电阻值的增加，会让被测电流的数值有所降低，因而一般的检测仪器难以对以对这一类故障进行有效测量。

绝缘介质的瞬间击穿被电离需要一定的时间。在一般情况下，弧光放电所需要的时间往往会持续数百微妙或几毫秒。在这一阶段，跃变电压往往会以波的形式在故障点和电缆端头之间进行反射，此时如果人们借助示波器对跃变电压在放电过程中的波形进行记录，可以为电波来回反射所需要的实践进行记录，此时人们可以从电波在电缆中的传播速度入手，计算故障点与端头之间的距离。在应用于电缆雷击故障或接地故障以后，高压闪络测量法可以表现出专业性强、可靠性高的特点，但是这一故障定位技术也存在着难以有效掌控的问题。

2.5 等电位测量法

等电位测量法是通过比较电缆和伏安特性表的测量结果的方式进行故障定位的测量技术。从这一技术的具体应用环节来看，故障定位检测的第一步为与故障电缆的规格、长度相同的电缆的选取工作（保证测量结果的准确性）；第二步为实现该电缆与故障电缆之间的并联连接；第三，相关人员在对伏安特性表进行负极接地处理以后，由并联电缆的一端开始移动正极，并要在伏安特性表的读数为0的情况下停止移动。在伏安特性表的数字为0以后，与正常电缆相对应的故障电缆的位置可以被看作是故障点的所在位置。从这一技术的实际应用效果来看，它具有着测量结果精确度高、测量方式简便性的特点，相比于其他几种故障查找、定位技术，这一技术无需使用较为精密的仪器，也无需进行复杂的计算。但是从农村电网系统的实际情况来看，这一故障查找、定位技术不能在远距离的电缆故障查找和定位过程中得到应用。

3 脉冲检测方式在10kV电缆故障查找及定位中的应用

3.1 脉冲检测方式在电缆故障查找与定位中的应用原理

脉冲检测方式在电缆故障查找与定位中的应用，主要指的是利用二次脉冲法处理电缆故障查找与定位问题的措施。通过对二次脉冲法的原理进行分析，我们可以发现，针对已经出现故障的电力电缆，二次脉冲法可以释放出一种让线芯绝缘故障点出现闪络高压脉冲，并在释放这一高压脉冲的同时，释放第二个低压脉冲。两种脉冲的出现，会让电力电缆在故障点电弧尚未完全熄灭的情况下，呈现出完全短路状态，这种短路状态是相对于低压脉冲的短路状态。

3.2 脉冲检测方式的特点

声磁同步法和音频感应法也是借助脉冲检测技术对故障点进行定位的有效方式，相比于传统定位方式，脉冲检测方式在电缆故障查找和定位中所表现出来的特点表现在了以下几个方面，第一，这一技术有助于提升电网系统的维修效率；第二，这一技术拥有测试简便、测试结果更为精确和适用范围较为广泛的特点；第三，脉冲检测技术的一体化程度相对较高。基于脉冲检测方式的故障查找及定位技术可以在不依赖电缆长度、电缆截面和接头、分支位置等电缆资料的情况下进行故障查找，进而在提升故障查找效率的基础上，降低停电事故所带来的经济损失，第二，在摆脱烧穿降阻模式的影响以后，脉冲检测方式可以在缩短测试时间的基础上，发挥出提升测试效率的功能。微电子技术在脉冲检测技术领域的应用，可以让脉冲检测方式的精确度得到有效提升。任何一种电缆故障形式皆可以借助脉冲反射测试技术进行检测。从我国农村地区电网体系的实际情况来看，车载系统的应用，可以让检测人员处于较为舒适的工作环境之中，也可以让测试人员的工作强度有所降低。

3.3 脉冲檢测方式在电缆故障查找与定位中的应用措施

对于脉冲释放端而言，其所接收到的低压脉冲反射波的波形可以被看作是线芯对地完全短路的波形的反映。此时如果对前后两次接受到的低压脉冲反射波进行叠加处理，人们可以发现，两个波形之间存在有一个较为明显的分叉点。这个分叉点所处位置就可以被看作是故障发生的位置。

在借助二次脉冲法完成故障点的预定位工作以后，人们可以借助示波器或放电声音确定故障的发生位置，并在对现场获得的电磁故障的波形进行简化的方式，提升现场故障的处理速度，也可以被看作是对高压闪络测量法进行优化的措施。

4 结语

电缆绝缘环裂化问题、电缆绝缘受潮问题和电缆机械的损伤，是引发10kV电缆故障问题的主要原因。脉冲检测方式可以在缩短测试时间的基础上，发挥出提升测试效率的功能。电缆故障查找与定位技术的应用，要求人们在不断应用相关理论知识的基础上，对电缆故障问题的产生原因进行明确，进而在确定电缆运行中的故障点的基础上，为电网的运行安全提供保障。

参考文献

[1]刘波.10kV电缆故障查找及定位技术[J].科技与创新，2015，（18）：150-151.