10?kV高压电缆故障检测的方法与分析

蒋安勇

[摘    要]电力作为我国重要地使用能源之一，其在国民经济以及社会的发展过程中均存在着重要的作用，电力更是社会生产以及日常生活中不可或缺的一部分。随着社会经济的不断发展，社会群体的用电需求逐渐上升，这就需要更多的电网与其相匹配，从而增加了部分电网工程的建设数量。与此同时，我国电力系统出现故障的几率也显著升高，进而影响城市居民实际用电的效率。这就需要相关工作人员及时针对高压电缆进行检测，通过检测发现高压电缆存在的问题，并及时进行解决，同时针对存在故障的电缆，通过检测明确故障发生的原因，进而提高我国人民用电的需求。基于此，本文将针对10 kV高压电缆故障检测方法进行分析，进而提高我国电缆故障检测技术。

[关键词]10 kV;高压电缆;故障;检测方法

[中图分类号]TM75 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）05–00–03

Fault Detection Method and Analysis of 10 kV High Voltage Cable

Jiang An-yong

[Abstract]As one of the important uses of energy in China， electric power plays an important role in the development of national economy and society， and electric power is an indispensable part of social production and daily life.With the continuous development of social economy， the power demand of social groups is gradually increasing， which requires more power grids to match with it， thus increasing the number of construction of some power grid projects.At the same time， the probability of power system failure in China is also significantly increased， which affects the actual efficiency of urban residents.This requires the relevant staff to detect the high-voltage cable in time， find out the problems of the high-voltage cable through the detection， and solve them in time.At the same time， for the cable with fault， the cause of the fault can be identified through detection， so as to improve the demand of people's electricity in China.Based on this， this paper will analyze the 10 kV High voltage cable fault detection methods， and then improve the cable fault detection technology in China.

[Keywords]10 kV; high voltage cable; fault; detection method

隨着我国经济的不断发展，人们的生活水平得到提升，社会用电量也在随之增长。为了满足大众的基本用电需求，各大电力公司都在逐渐扩大电网的规模，让电网的覆盖率得到进一步提升，这也从根本上使得电网发生故障的几率显著增长。而10 kV配电网作为输送电能的重要系统，在其实际运行的过程中经常会出现一些故障，进而对10 kV配电网造成一定的影响，甚至诱发火灾等不良事件，严重威胁到了人们的生命安全以及财产安全。并且，由于电缆厂埋设在地下深处，一旦发生故障很难及时发现根本原因，进而浪费大量的时间以及物力。因此，积极探索有效的故障检测方法，是当前电力企业需要积极研究的重点，以此保证我国电力的服务质量以及可靠性。

1  10 kV高压电缆故障相关概述

当前我国电力系统中10 kV电缆发生故障的种类比较多，根据10 kV高压电缆出现故障的表面情况能够将其分为开放性故障以及封闭性故障[1]。而根据10 kV高压电缆的接地现象，还能将其分为接地故障、混合故障以及相间故障。根据10 kV高压电缆出现故障的位置，能够将其分为接头故障以及电缆本体故障。根据10 kV高压电缆的电阻性质，还能将其分为断线故障、混合故障以及混线故障，且混线故障还能分为低阻故障、闪络性故障以及高阻故障。现阶段，我国10 kV高压电缆发生故障的常见因素主要为以下几点：

1.1  机械损伤

10 kV高压电缆存在的故障中，最常见的就会机械损伤这一原因，其占据电缆故障中较大一半部分比例。机械损伤主要包括：承载比较大的车辆对电缆造成的碾压性损害、不可抗的外力造成的破坏，像对铺设电缆的道路进行挖掘、建筑施工过程中对电缆地面进行的挖掘、土地下沉过程中10 kV高压电缆的导体以及接头部分受到损害等[2]。

1.2  绝缘受潮

10 kV高压电缆最末端与电线相连接的部分，或者10 kV高压电缆中部分或者其他电缆相连接部分的密封性不达标，致使电缆的从属部件出现质量问题，电缆的金属保护层受到尖锐物体或化学物体的损害等。

1.3  电缆接头故障

10 kV高压电缆最容易发生故障的部位就是整体电缆的接头，且电缆接头发生老化也是常见的故障之一，而引起电缆发生故障的根本因素就是工作人员在实际工作的过程中，实际操作没有按照相关规定所致。比如，10 kV高压电缆的接头以及连接锲合度较低，操作人员在实际操作过程中，存在的偷工减料等不良行为。

1.4  绝缘老化变质

10 kV高压电缆在实际工作过程中，其必然会出现绝缘老化的情况，而导致10 kV高壓电缆发生绝缘老化的主要因素包括电、化学、热以及环境等因素[3]。

2  10 kV高压电缆故障检测方法

2.1  电桥法

电桥法作为当前检测10 kV高压电缆故障使用时间最长的一种检测方法，其并没有随着科学技术的发展而被淘汰，其依旧应用于当前10 kV高压电缆故障的检测中。电桥法要与其他的故障检测方法相比，其具有检测更加简单、便捷的优势，其在检测过程中存在的误差几乎可以忽略不计。当前，电桥检测方法依旧沿用传统的检测方法，通过将调节桥壁平衡获取的数据与10 kV高压电缆总长度进行比较，计算二者存在的距离差，以此寻找10 kV高压电缆存在的故障。检测人员在应用电桥法之前，需要做好一系列相关的准备工作，并收集详细的10 kV高压电缆资料。但是，电桥法无法对10 kV高压电缆混线故障中的闪络性故障以及高阻故障进行排查，这也是电桥法存在的部分缺点[4]。

2.2  高压脉冲法

高压脉冲法主要是使用高压信号将10 kV高压电缆存在的故障转变为短路或者低阻故障，并让10 kV高压电缆故障点的反射系数逐渐靠近-1，且电缆故障点几乎出现全反射。闪络方法进行详细的划分，其又分为直闪法以及冲闪法。故障检测人员应用闪络方法进行10 kV高压电缆故障检测的时候，可以发现电缆故障点形成的反射波其实就是高电压脉冲波，检测人员不能通过检测仪器发现出现故障的电缆部位。此时，检测人员需要应用取样器将10 kV高压电缆故障部位发出的高电压脉冲波转换成仪器可以发现的低压脉冲信号，且故障检测人员在取样时的操作方法还能分为电压感应法、电压法以及电流法[5]。

2.3  冲闪法

冲闪法又被称之为冲击高压闪络法。直闪法的工作原理为电源的输出功率在受到直流高压电阻具有的等效电阻影响时，会对实际的工作产生部分影响，致使检测人员无法对10 kV高压电缆存在的高阻故障进行精准的检测。而冲闪法通过大容量的充电电容作为直流高压电源，并即将其添加到出现故障的10 kV高压电缆点上，使闪络放电在瞬间转变为短路的情况。因此，冲闪法常被检测人员用于测量10 kV高压电缆存在的泄露性高阻故障、低阻故障、开路以及闪络性高阻故障。冲闪法的检测原理线路与直闪法并无显著差异，二者存在的区别主要为储能电容与10 kV高压电缆之间串入地球形间隙[6]。

2.4  声磁同步法

众所周知，电磁信号与光的传播速度基本相同，且声音在空气中的传播速度比较慢。而正是由于声音与电磁信号传播速度上存在的显著差异，可以帮助检测人员确定10 kV高压电缆故障的发生不部位。这是由于信号接收仪器在接收声音与电磁信号时，常会将两种信号的位置错认为同一位置，检测人员根据信号的传播特点，则越靠近10 kV高压电缆故障位置时，其接收信号的时间差则越小，进而帮助检测人员精准探测10 kV高压电缆故障发生的位置[7]。

3  10 kV高压电缆故障解决措施

3.1  合理铺设电缆

电力企业内的电缆铺设人员在电缆进场之后，必须要对电缆进行仔细的检查以及验收工作，相关人员选用检查电缆的形态、耐热阻燃、规格型号、合格证、电压等级以及电缆的长度等。并且相关人员还需要现场抽样检测绝缘层的厚度以及圆形线芯的直径，并对电缆进行耐压检测以及绝缘遥测等环节。当桥架上敷设多个桥架的时候，需要根据现场的实际情况结合施工图纸进行，并将电缆的排列利用表或者图进行深化的设计研究，并对电气施工的图纸进行深化的研究，从而充分掌握电缆的分布情况，并对每根电缆进行详细的编号标识。此外，施工人员还需将电缆的起始位置、规格型号以及回路号进行标明。对于电缆比较密集的位置，需要绘制电缆的剖面分布图纸，将电缆在桥架中的位置标明，并结合电缆剖面图纸选择合适的电缆敷设顺序，以免出现电缆交叉的情况[8]。电缆敷设分为水平敷设以及竖直敷设，水平敷设常是采取人力牵引措施，而竖直的电缆敷设则是采用阻尼缓冲器的方法。由于两种敷设情况的不同，所进行的电缆敷设固定方法也有所不同，水平敷设常在电缆弯曲的两端使用电缆卡进行固定，而竖直敷设则是从下至上使用固定支架将电缆固定在桥架上，每层至少对电缆进行两个固定点。

3.2  加大电缆的维护以及管理工作

当电力企业铺设电缆工作结束后，供电部门需要针对电缆运行过程中的电流变化情况进行实际的监督管理，从而降低10 kV高压电缆发生负荷将绝缘击穿的情况。并且，我国供电企业还需建立专门的电力线路维修部门，并制定严格的维修制度，促使维修小组能够定期进行线路检查。工作人员通过定期的电路维修检查，能够及时发现存在问题的10 kV高压电缆，并及时上报相关部门并做好相关地处理准备工作。此外，电力维修小组成员还需积极展开细致的巡查以及排查工作，及时记录工作中的各项内容，并如实填写10 kV高压电缆运行报告，保证我国电力系统能够正常运行。

4  结语

综上所述，电力企业内从事电力检测的工作人员，需要注意积累实际工作中的经验以及相关理论，充分掌握实际检测中仪器的相关设备以及原理，进而合理选择检测方法以及仪器进行故障检测，以此明确10 kV高压电缆发生故障的根本因素。当电力检测人员对电缆故障进行合理的排查时，能够通过检测发现检测波点的拐点，进而实现精准的排查工作，保证电缆能够顺利运行。

因此，电力检测人员需要积极掌握电缆故障的发生因素、检测方法以及解决措施，以此保证高压电缆存在的故障能够得到合理的解决，同时积极改进当前的故障检测技术，最终保证我国电力供应正常。

参考文献

[1] 崔晓光.220 kV高压电力电缆故障检测技术[J].低碳世界，2020，10（7）：61，63.

[2] 任广为，段玉杰，黄梁英，等.基于故障点电流检测法的高压电缆故障研究[J].科技创新导报，2020，17（13）：103-105，107.

[3] 熊世桥.220 kV高压电力电缆故障检测技术的应用价值研究[J].产业科技创新，2020，2（2）：98-99.

[4] 李志伟，徐辉.10 kV高压电缆故障分析与检测技术[J].科技经济导刊，2019，27（35）：49-50.

[5] 盛瑞鹏.高压电缆故障测试与处理技术分析[J].黑龙江科学，2018，9（24）：124-125.

[6] 章以建.高压电力电缆配电线路故障在线检测方法研究[J].现代电子技术，2019，42（18）：10-13.

[7] 李万超，尹海丞，王磊，等.高压电缆局部绝缘老化故障智能定位系统设计[J].自动化与仪器仪表，2019（8）：41-45.

[8] 师涛，李孝，何杰，等.高压电缆缺陷现场检测技术及故障快速定位方法研究[J].电工技术，2019（16）：90-91，122.

[9] 杨军，唐传明，邹海，等.10 kV电力系统运行中电缆故障诊断方法分析[J].中国新技术新产品，2013（8）：148.

[10] 刘义平，曹婷，魏文伟，等.10 kV电力电缆故障检测[J].电气技术，2012（9）：85-88.