10kV配电电缆故障探寻及原因分析

邱辛泰　陆钊

摘要：配电线路是输电网的重要组成部分，其运行稳定性与可靠性直接影响着人们的生活质量与社会经济发展。配电电缆供电半径比较大，呈现放射式树枝型特点，各线路之间联络比较少，相应设置的保护设备数量少并且性能简单，在根本上导致了线路故障的多发性。为保证配电线路运行的可靠性与安全性，必须要对故障原因进行深入分析，选择合适措施进行优化管理。文章对配电电缆故障原因进行了分析，并结合实例提出了相应的优化措施。

关键词：配电电缆；故障探寻；故障选线；配电线路；输电网 文献标识码：A

中图分类号：TM86 文章编号：1009-2374（2015）05-0145-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0404

在城市建设程度不断加深的背景下，配电电缆在输电网中起到的作用越来越大，配电电缆逐渐代替了传统的架空线路。但是就实际影响情况来看，随着电缆数量的日益增多以及其运行时间的延长，导致其运行故障的发生越来越频繁，对人们生活以及社会生产都带来了较大的影响。为提高配电电缆运行效率，需要采取合适的检测方法与检测设备完成故障探寻，及时确定故障位置以及原因，降低故障带来的影响，在整体上提高电缆运行的效率。

1 电缆故障简析

电缆故障主要可以分为五种，即接地故障、短路故障、断线故障、闪络性故障以及混合性故障，其中接地故障为电缆一芯主绝缘对地击穿；短路故障为电缆两芯或三芯短路；断线故障为电缆一芯或数芯被故障电流烧断或受机械外力拉断，造成导体完全断开。而闪络性故障大多发生在电缆耐压试验击穿中，实际运行过程中比较集中出现在电缆中间接头以及端头内部位。最后对于混合性故障则是含有接地、短路、断线以及闪络性故障中的两种以上的故障，在故障的判断与处理上存在的难度最大。

2 电缆故障原因分析

2.1 线路本身因素

第一，电缆断路。即电缆在运行过程中存在破损以及断裂等情况，导致供配电回路存在差异，是一种比较常见的运行故障。一般情况配电显然断路点并不存在明显的断开点，其中产生的间隙很有可能会存在巨大的电弧，导致电缆运行温度上升，严重的甚至会出现爆炸或者火灾等事故。第二，短路故障。在电缆电路施工过程中，线路受到人为或者外力影响，导致线路中出现绝缘被击穿的现象，最终使得线路在后期运行过程中出现短路故障。第三，单相接地。此类故障可以说是电缆电路最为常见的一种，发生的原因大部分是因为线路长期处于雨淋或者潮湿的运行环境中，在线路系统发生故障后，故障性电压变为零，但是非故障电压上升到线电压，造成电压幅值急剧增加，容易造成配电线路过电压。最终会因为电压幅值长期处于超负荷状态，而造成电缆电路被烧毁。

2.2 外界环境因素

第一，冰冻。尤其是针对于我国北方地区冬季，电缆电路长期处于低温环境中，如果遇到降雪天气，电缆电路表面很容易形成冰冻层，使得电缆断裂、短路以及坠落等，增加了电路运行的安全威胁。第二，雷击。虽然电缆线路相对于传统线路已经进行了优化，但是其还是依靠于计算机信息技术，这样在雷击天气里很容易受到雷电的影响，使得线路发生故障不能正常运行。

3 电缆故障探寻方式分析

3.1 冲击放电声测

此种故障探寻方式主要是利用直流高压试验设备，来完成对电容器的充电储能处理，当电容器电压达到一定数值时，球间隙击穿，高压设备与电容器上存在的能量就会通过球间隙向电缆故障位置放电，产生机械振动声波，这样只需要检测人员听声音就可以辨别故障发生位置。其中，检测最后阶段产生的声波强弱，主要受击穿放电能量的大小决定，一般情况下能量比较大的放电，检测人员可以在草坪表面完成辨别，而对于能量比较小的放电，则需要利用高灵敏度的拾音器沿着初测确定范围进行精确确认。

3.2 二次脉冲检测

此种故障探寻方式是一种相对新型的检测方式，主要利用低压脉冲波形来完成分析与测试，检测结果具有比较高的精确度。进行检测时，首先选择一定能量与电压等级的高压脉冲，通过电缆测试端来向故障电缆进行电压施加，并让电缆高阻故障点发生击穿燃弧。并且要向检测端添加测量用低压脉冲，这样当测量脉冲达到电缆高阻故障点并遇到电弧则会在电弧表面发生反射。在发生燃弧时，电缆高阻故障转变为瞬间短路故障，这样就会使得测试脉冲发生明显的阻抗特征变化，使得原来的闪络测量波形转变为低压脉冲短路波形，通过波形来判断非常明显。选择此种检测方式，将低压脉冲发与高压闪络技术结合在一起，检测人员可以通过波形的对比更准确的判断电缆故障点。

3.3 声磁信号同步接受检测

选择此种检测方法来完成电缆故障的探寻，首先是向电缆施加冲击直流高压，使得电缆故障点放电，在放电的瞬间电缆金属护套与大地形成的回路会出现感应环流，这样故障电缆周围就会出现脉冲磁场。然后利用感应接受仪器可以完成对电缆故障点发出的放电声信号的接收，最后仪器可以利用探测接收到声音、磁场两种信号之间的时间间隔来判断故障点，声磁两种信号间时间间隔最短的点即为电缆故障位置。

4 电缆故障探寻实例分析

4.1 实例1

4.1.1 电缆故障探寻概述。2011年10月25日晚，无锡市220kV塘头变出线35kV塘颂线发生接地故障，经抢修人员排查，最后确定故障电缆基本情况如下：电缆型号：YJSV；电压等：35kV；截面：400mm；长度：约800m。

4.1.2 故障分析。首先确定故障性质，分别对故障电缆进行绝缘测试，测试结果如下：A相绝缘3.6MΩ，B相绝缘1.1GΩ，C相绝缘43.9MΩ。初步判定该电缆为高阻故障，因此我们先用低压回波法对非故障相进行测量，再用二次脉冲法对故障相电缆进行测量。

4.1.3 探寻结果。经过对故障相与非故障相测量数据线的叠加对比可以得出，电缆的总长大约为706m，测试点距电缆274m有很明显的发散点，此点即为故障点。因为此时运行部门已经提供现场电缆的路径走向，用皮尺从终端测量点位置量取274m的一个大约范围，再安排人员守候，使用声磁同步法在预定位位置进行探测，在沿敷设路径的电缆盖板下听到放电声，打开电缆盖板后确定故障即在该点。因为此井为过渡井，此故障点非电缆中间接头，为电缆本体故障。

4.2 实例2

4.2.1 电缆故障探寻概述。2011年9月16日，无锡市五爱家园开闭所进线发生接地故障，经抢修人员排查，最后确定故障电缆基本情况如下：电缆型号：YJV22；电压等：10kV；截面：70mm；长度：约180m。

4.2.2 故障分析。首先确定故障性质，分别对故障电缆进行绝缘测试，测试结果如下：A相绝缘247.2Ω，B相绝缘3.2MΩ，C相绝缘193MΩ。初步判定该电缆为高阻故障，因此我们先用低压回波法对非故障相进行测量，再用二次脉冲法对故障相电缆进行测量。

4.2.3 探寻结果。将故障相与非故障相得出的测量数据线进行叠加对比可以得出，电缆的总长大约为154m，测试点距电缆110.7m有很明显的发散点，此点即为故障点。

5 结语

电缆线路在运行过程中受到多种因素的影响，经常会出现运行故障，想要有效避免故障的发生，就需要针对故障发生的原因进行分析，并做好故障探寻管理工作，选择切实可行的措施进行处理，争取不断提高电缆线路运行的可靠性。

参考文献

[1] 孙广慧，庄小亮，牛海清，张群峰，赵继光.珠三角地区10kV配电电缆故障统计分析[J].电气应用，2013，（11）.

[2] 林韶文.10kV配电系统中电缆故障的测定方法和故障选线研究[J].企业技术开发，2013，（18）.

[3] 朱凤鸣.刍议10kV配电线路接地故障原因分析及预防措施[J].科学之友，2011，（24）.

作者简介：邱辛泰（1987-），男，江苏无锡人，江苏省电力公司无锡供电公司助理工程师，研究方向：电力系统及自动化。

（责任编辑：蒋建华）