10?kV电力电缆故障检测相关技术问题探讨

余国忠 黄超强 刘俊英 陈嘉铭 宋华

[摘    要]在整个电力系统当出现中，电缆的作用是相当巨大的，可以说是电力系统的主动脉。在电力系统长期的运行过程当中，由于运行的损耗加上各种故障问题，电缆会出现一定的问题，比如老化以及过热等现象，造成供电故障的发生，因此需要对电力电缆的故障检测法进行分析，并且采取针对性的措施解决。文章首先对10 kV电力电缆故障原因和分类进行了分析，其次对10 kV电力电缆故障的检测方法进行了分析。最后以实例进行了说明。

[关键词]电力电缆;故障;检测技术

[中图分类号]TM755 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）05–0–02

Discussion on Related Technical Problems of 10 kV Power Cable Fault Detection

Yu Guo-zhong，Huang Chao-qiang，Liu Jun-ying，Chen Jia-ming，Song Hua

[Abstract]In the entire power system， the role of the cable is quite huge， which can be said to be the aorta of the electrical system. Therefore， in the long-term operation process， due to the loss of its operation and various faults， certain problems will be caused to the cable， such as aging and overheating， which will cause the probability of power supply failure. Therefore， it is necessary to analyze the fault detection method of the power cable and take effective measures. In this article， firstly， the reasons and classification of 10 kV power cable faults are analyzed; secondly， the classification of 10 kV power cable faults is analyzed; finally， the method of power cable fault detection is researched.

[Keywords]power cable; fault; detection technology

在現阶段人们的工作和生活当中，电力成为了不可缺少的能源，因此电力系统的稳定运行对于人民的生活起到了至关重要的作用。在电力系统当中，电力电缆属于重要的组成部分，因此需要对电力电缆的正常使用运行进行分析。电力电缆是实现电力系统安全运行基础提供的保障和前提条件，但是在使用的过程中会出现一些故障现象，对于电力系统的正常运行起到了制约作用。因此需要对其采取合适的方式进行故障的检测，以此来避免电力电缆发生故障电力系统的稳定造成影响。

1 10 kV电力电缆故障的原因和分类

电力电缆故障原因可以分为四个方面，分别是机械损伤、绝缘受潮、电缆接头故障、绝缘老化变质。机械损伤属于电缆故障的常见事故，在安装时由于划伤、扭伤、打折、外力的破坏、建筑开挖、车辆碾压以及土地沉降等多个因素会造成电缆的接头和导体产生损伤现象。在绝缘受潮方面，由于电缆终端和中间接头的密封不严实以及附件的制造质量问题等都容易出现受潮现象。电缆接头属于薄弱的环节，人员因素引发的接头故障比例较大，比如接头压实不严、加热不充分等原因。在绝缘老化方面由于在运行当中在电、热、化学、环境等因素的影响下，会产生不同程度的老化现象。

电力电缆故障可以分为导体故障、主绝缘故障和护套故障这三种类型，电缆本身的种类和结构都不尽相同，因此对电缆故障的分类方式相对较多，如表1和图1所示。

2 10 kV电力电缆故障检测方法

2.1 电力电缆故障粗测

在电力电缆的故障粗测方式当中，可以分为电桥法、行波法两种方式。电桥法中，主要是对电力电缆的距离进行测量，包含直流电阻电桥法、直流高压电阻电桥法和电容电桥法等。在电阻电桥法中，对于单向或者对地进行两相之间的绝缘电阻进行电缆故障的检测，高压电桥法可以对阻值在10 k?到千兆欧的范围内进行测量，在电容电桥法的测定当中，可以实现电缆开路断线情况下进行检测，操作方式方面比较简单，但是在此种方式当中需要对电缆本身的资料都进行掌握和确定，该种方式对于高阻检测是不适用的。

行波法的测定，包含了低压脉冲法和高压脉冲法，在低压脉冲法当中，对于电缆的开路、短路以及低阻故障现象可以在一定范围内进行测定，还可以实现对电缆长度、电波长度进行测定，对于电缆的中间头和接头终端头进行确定。在测定的过程当中，需要利用低压脉冲信号来实现电流的输入，其中信号沿着电缆进行传播，在电缆当中如果出现了阻抗不匹配的状态或者情况，就会产生脉冲信号，比如开路点和短路点等。对信号在电缆当中的往返时间和脉冲信号所传播的速度进行计算，从而实现对故障

点的计算。同时，在高压脉冲方式的试验过程当中，需要在高压信号的基础上实现对电缆故障的检测，一般来说，可以分为两种闪络法，分别为直闪法和冲闪法。在闪络法进行电缆故障测定的时候，电缆内部所形成的高压脉冲信号就会在故障的状态下形成反射波，对其进行分析之后，就可以将其脉冲信号进行转换成对应的低压脉冲信号，在取样的方式方面可以分为电压法、电流法和电压感应法。在直流高压闪络法当中，需要对故障电缆进行直流电压的试验，从而使得故障点发生闪络的现象。再对故障点穿越故障的电流行波信号的往返时间和信号传输速度进行计算，可以实现对故障距离的计算，一般可以用于测试电力电压的闪络性能相对较高的高阻故障。

2.2 电力电缆故障点精测

在电力电缆故障点的精测方面，可以利用声测法、声磁同步法以及音频感应法来进行测定。在声测法当中，对故障点进行放电的情况下就会产生声波现象，对其声波进行检测之后就可以确定其故障信号，声音传感器在电力电缆当中可以对声音信号进行检测，故障点的位置就在声音最大的地方。在声磁同步法的测定当中，需要在冲击电压的作用下实现对故障点的闪络放电，利用故障点当中产生的电磁波和振动声波来进行信号的转换，从而判断出故障点的位置。在音频感应法当中，利用对测试段进行增加低压音频信号的方式，来判断信号的传输，如果不能沿着电缆传输且两边信号大小差距相对较大的话，则可以利用变化信号来对故障点位置进行确定。

3 现场应用实例

以某个地区的故障电缆來作为主要的研究对象。该电缆基本型号为VLV22-8.7/10 kV-3×35 mm，电缆的敷设方式采用直埋敷设的方式，电缆本身的长度为标注长度为675 m，但是测量长度673.2 m。在电缆中间存在1个中间接头。

在对该电缆进行故障确定的时候，需要对电缆故障性质进行确定，用万用表对电缆三相对地的绝缘电阻进行测量之后发现，A相对地为∞，B相对地为0.4 M?，C相对地为∞;在测量的过程当中，对A相和C相，利用低压脉冲法来对其进行电缆总长度的测量，测量的结果为673.2 m，由此可以证明电缆的标线长度一致，因此可以确定该电缆故障为单相泄露性高阻故障。

在对电缆故障进行粗侧和精测的过程中，主要利用冲闪电压感应法的方式，在利用冲闪法的时候利用取样器进行取样，在电缆运行的过程当中，在电容C当中的直流电如果处于相对较高的情况下，其中的球隙就会造成击穿现象，从而在这个过程当中产生瞬间的脉冲电流和电压信号，对其信号进行采集，之后进行转换，对转换的信号进行输出。电流的信号也会被同时采集并且输出。在此种情况下，可以对接受的信号在测试仪器的基础上进行波形的显示。如果电压上升到了12 kV的时候，就会形成闪络放电的现象，因此经过计算可以得出故障点粗测距离为656.6 m。

在对其进行精测的过程中，需要建立在粗测距离的基础上，故障点距离对端比较近，因此可以利用定点仪来实现对端定点的信号接收，在距离对端大约17 m的范围内，发现了故障点的放电声音，因此可以实现对故障点的精测。也就是距离测试点的656.6 m的地方上进行故障的开挖确认，对其故障点进行开挖并且做简单的处理，之后就可以利用遥测表来进行分段的进一步测量，实现电缆本身对地绝缘低阻的有效测量，最终可以对电缆当中的其他故障点做出精确的测量。利用此种方式可以对故障点的具体位置进行测量，利用信号的传递来对脉冲信号做出处理分析之后可以实现精确定位，对电力电缆进行故障排除，保证电力电缆的安全运行。

4 结语

综上所述，对电力电缆故障的检测需要在理论和实践相结合的基础上进行分析，在分析故障的过程当中，可以利用绝缘击穿机理、测试仪器的结构和波形的形成过程来进行分析，对波形的突变拐点进行对比分析，从而对故障点可以及时修复，最终提升电力电缆运行的可靠性。与此同时，还要不断地进行故障理论的总结，进行方法的改进，保证电力系统的稳定运行。

参考文献

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