城市主城區(qū)10kV 配電線路故障的定位查找及其預(yù)防措施

李錦波

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東 珠海519100）

1 某市主城區(qū)10 kV 配電線路及其故障概況

1.1 線路及主要設(shè)備概況

隨著城市發(fā)展，土地資源越來(lái)越寶貴，因此主城區(qū)10kV配電網(wǎng)越來(lái)越多地采用電纜作為電力傳輸介質(zhì)。以某市主城區(qū)為例，至2015年6月底，該市主城區(qū)有10kV 配變共4 185臺(tái)，總裝機(jī)容量324 139 MVA，其中公變2 048臺(tái)，公變裝機(jī)容量為164 548 MVA；專變2 137臺(tái)，專變?nèi)萘繛?59 591MVA；開(kāi)關(guān)房35座，配電房964 座，箱式變壓器215 臺(tái)，電纜分支箱78臺(tái)，臺(tái)架式變壓器21臺(tái)。在運(yùn)的10kV 配電線路共487回，全長(zhǎng)985.78km，其中10kV 電纜長(zhǎng)度共875.18km，占10kV配電線路的88.78%；10kV 架空線路長(zhǎng)度共110.6km，占10kV配電線路的11.22%。由此可見(jiàn)，電纜已經(jīng)成為該市主城區(qū)10kV 配電線路的主要組成部分。

1.2 故障概況

根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，該市主城區(qū)從2014年至2015年6月底共發(fā)生52起10kV 線路故障跳閘事件。其中，由冷縮電纜中間頭故障引起的10kV 線路故障跳閘有27起；由市政建設(shè)、施工開(kāi)挖等外力破壞引起的10kV 線路故障跳閘有12 起；由用戶電氣設(shè)備故障引起的10kV 線路故障跳閘有9起；另外還有4起是由于設(shè)備老化引起的。10kV 線路故障跳閘事件統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 某市主城區(qū)10kV 線路故障跳閘事件統(tǒng)計(jì)（2014年1月—2015年6月底）

1.3 10kV 電纜線路故障原因分析

（1）絕緣劣化。由于長(zhǎng)期運(yùn)行在高壓條件下，若運(yùn)行環(huán)境和散熱條件較差，10kV 電纜的發(fā)熱將非常嚴(yán)重，長(zhǎng)此以往，電纜的絕緣會(huì)逐漸劣化，使得絕緣強(qiáng)度不斷下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致10kV 電纜絕緣崩潰。

（2）絕緣受潮。電纜頭安裝質(zhì)量不佳、密封不良等因素都會(huì)導(dǎo)致電纜絕緣受潮。

（3）機(jī)械損傷。主要是由于10kV 電纜受到外力破壞，例如市政開(kāi)挖或房地產(chǎn)施工等過(guò)程中，若對(duì)地下10kV 電纜管溝和管廊構(gòu)成和走向不清楚，施工不當(dāng)或野蠻施工都會(huì)造成10kV電纜的機(jī)械損傷。

（4）其他原因。例如10kV 電纜長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，附件產(chǎn)品質(zhì)量存在問(wèn)題，受到雷電過(guò)電壓或其他過(guò)電壓的沖擊等。

2 故障定位與查找實(shí)例分析

2.1 故障實(shí)例

該市主城區(qū)某110kV 變電站10kV 饋線F16采用電纜溝敷設(shè)形式，電纜材質(zhì)為交聯(lián)聚乙烯電纜，電纜型號(hào)為YJV22－3×300 mm2。該回饋線總長(zhǎng)度為4.95 km，有電纜中間頭10個(gè)。

2015年3月27日，該回10kV 饋線發(fā)生開(kāi)關(guān)跳閘故障，重合閘不成功。在巡檢中心的運(yùn)行人員接到調(diào)度指令后，將該回饋線#1 環(huán)網(wǎng)柜601 開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后試送電，出現(xiàn)B 相接地信號(hào)。隨后，在將該回饋線#1環(huán)網(wǎng)柜601開(kāi)關(guān)后負(fù)荷轉(zhuǎn)由其他10kV饋線供電后，運(yùn)行人員對(duì)該回饋線的對(duì)地絕緣電阻和相間絕緣電阻分別使用絕緣電阻表進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。

表2 某110kV 變電站10kV 饋線F16絕緣電阻檢測(cè)結(jié)果

由絕緣電阻檢測(cè)所得到的結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)該回10kV 饋線的B相發(fā)生了接地短路。由此，巡檢中心的運(yùn)行人員對(duì)該回10kV饋線進(jìn)行了故障的定位查找工作。

2.2 10kV 電纜故障定位查找

（1）首先，需對(duì)該回饋線出線段的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，采用低壓脈沖反射法。然后比較測(cè)量得到的正常相的電纜長(zhǎng)度與故障相的電纜長(zhǎng)度，通過(guò)對(duì)正常相測(cè)量波形和故障相測(cè)量波形的比較，得出該段電纜長(zhǎng)度為2.217km。（2）低壓脈沖反射法是一種很常用的10kV 電纜故障檢測(cè)方法，特別是對(duì)斷線及斷芯故障的檢測(cè)，結(jié)果準(zhǔn)確率很高，所得到的波形也很清晰。但在本次10kV 電纜短路故障定位查找過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)所得到的故障波形不是很清晰，難以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位。（3）由于低壓脈沖法精確定位失敗，因此接下來(lái)利用脈沖電流法來(lái)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位查找。通過(guò)脈沖電流法，得到故障點(diǎn)一次和二次反射波形，兩者之間的距離為0.495km，這表明故障點(diǎn)距離檢測(cè)點(diǎn)0.495km。（4）隨后，運(yùn)行人員又利用高壓電橋法對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行復(fù)查，通過(guò)高壓電橋法所測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，計(jì)算出短路故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)的距離約為0.495km。以上通過(guò)兩種不同的檢測(cè)方法得出的短路故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)的距離一致，因此可以基本斷定該回10kV饋線B相發(fā)生短路故障的位置就在相距測(cè)試地點(diǎn)0.495km的地方。（5）雖然已經(jīng)初步確定了B 相短路故障點(diǎn)與檢測(cè)點(diǎn)之間的距離，但由于10kV 電纜在敷設(shè)過(guò)程中有彎曲，所以仍然需要利用釋放音頻信號(hào)、切斷測(cè)試及肉眼觀察等多種技術(shù)手段來(lái)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。在對(duì)該回10kV 饋線故障相（B相）施加高壓脈沖放電信號(hào)的過(guò)程中，利用儀器在故障點(diǎn)附近區(qū)域接收放電聲。經(jīng)過(guò)仔細(xì)辨認(rèn)，在0.494km 處聽(tīng)到了放電的聲音。打開(kāi)該處電纜溝蓋板后，發(fā)現(xiàn)該處10kV電纜有一個(gè)電纜中間頭，該電纜頭有一處保護(hù)層已經(jīng)破損，同時(shí)還有一個(gè)灼燒產(chǎn)生的孔洞已經(jīng)露出了電纜內(nèi)部的纜芯。（6）最后，在距離該電纜頭1m 處將故障相（B相）電纜鋸斷，并對(duì)該回饋線各相電纜的對(duì)地和相間絕緣電阻進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果均為11 000 MΩ；然后在鋸斷處之前將任意兩相電纜短接，并測(cè)量相間絕緣電阻，結(jié)果一組為0，另外兩組為11 000 MΩ。由此就說(shuō)明本次10kV 電纜短路故障定位查找結(jié)果正確，本次定位查找任務(wù)圓滿完成。本次10kV 電纜故障點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)照片如圖1所示。

圖1 10kV 電纜短路故障現(xiàn)場(chǎng)照片

3 10kV 配電線路故障的預(yù)防措施

從故障統(tǒng)計(jì)結(jié)果和10kV 電纜故障原因分析可以看出，要減少該市主城區(qū)10kV 配電線路故障跳閘事件，就需要從減少10kV 冷縮電纜中間頭故障、外力破壞、用戶電氣設(shè)備故障等方面下功夫。

3.1 減少10kV 冷縮電纜中間頭故障

（1）加大對(duì)熱縮電纜中間頭的推廣使用力度；（2）對(duì)冷縮電纜中間頭的防水性能進(jìn)行改進(jìn)；（3）在10kV 電纜中間頭的施工過(guò)程中要嚴(yán)格把握施工質(zhì)量。

3.2 減少外力破壞對(duì)10kV 電纜的傷害事件

（1）安排好10kV 電纜巡檢周期，并對(duì)施工單位做好安全技術(shù)交底工作；（2）對(duì)于那些周邊需要施工開(kāi)挖或鉆探的電力設(shè)施，必須做好圍蔽安全保護(hù)工作；（3）切實(shí)做好10kV 電纜的防車輛碾壓保護(hù)措施。

3.3 減少用戶電氣設(shè)備故障

（1）切實(shí)做好日常用電檢查工作；（2）加強(qiáng)對(duì)用戶側(cè)的管理，安排好用戶側(cè)電氣設(shè)備的巡檢巡查周期。

3.4 其他措施

（1）加強(qiáng)對(duì)重過(guò)載線路、臺(tái)區(qū)以及電力設(shè)備的運(yùn)行巡視維護(hù)；（2）在惡劣天氣條件下，例如大霧、小雨和潮濕天氣情況下，安排好特巡、夜巡工作。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著城市主城區(qū)10kV 配電網(wǎng)中電纜的使用越來(lái)越多，必須加強(qiáng)對(duì)10kV 電纜故障定位查找技術(shù)的培訓(xùn)和實(shí)踐操作，才能快速有效地查找出10kV 電纜的故障，并采取有效措施來(lái)對(duì)10kV 配電線路的故障進(jìn)行防范，確保城市主城區(qū)的用電安全，提高城市的供電可靠性。

［1］王紅偉，劉晉武.10kV 配電網(wǎng)中配電線路故障自動(dòng)定位和隔離技術(shù)的應(yīng)用分析［J］.中國(guó)電業(yè)：技術(shù)版，2015（2）：14－16.

［2］徐文浩，劉浩，董學(xué)坤，等.10kV 配電網(wǎng)線路故障自動(dòng)定位及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.通信電源技術(shù)，2012，29（5）：111－113.