10kV電纜故障查找與排除探討

摘要：隨著當(dāng)前社會(huì)的高速發(fā)展，我國的電力事業(yè)取得了令人矚目的成就，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)增，而電纜對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行起著非常重要的作用。為了保證電網(wǎng)的正常高速運(yùn)行，必須對電纜故障進(jìn)行排除。文章講述了10kV電纜故障的產(chǎn)生原因、查找方法及解決措施，希望對類似的工程有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：10kV電纜故障；故障查找；故障排除；電力系統(tǒng)；電網(wǎng)規(guī)模 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM762 文章編號：1009-2374（2015）22-0129-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.063

1 概述

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步、城市建設(shè)的快速發(fā)展，安全高效、可靠性高、使用便捷的電力電纜供電被廣泛應(yīng)用于城市建設(shè)中。由于電力電纜的運(yùn)行環(huán)境一般埋設(shè)于地下，如果發(fā)生故障，對于故障點(diǎn)的監(jiān)測和分析無法得到確切的結(jié)果。如果無法及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，這將會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，造成極大的不便及損失。為了保證供電需求和電力系統(tǒng)能夠高效可靠地運(yùn)行，這就要求我們在故障監(jiān)測和排除方面有相應(yīng)的應(yīng)對方法。

2 電力電纜故障的原因

對電力電纜故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，對于如何高效快速判斷故障點(diǎn)有著重要意義，而電力電纜故障一般可分為以下三類：

2.1 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷主要是由于安裝受損、自然受損、外力破壞等造成的。它是電纜故障中所占比例最高且最為常見的，極容易造成停電事故，造成經(jīng)濟(jì)損失和人民生活的不便。

2.2 絕緣受潮

為了確保電力電纜的正常運(yùn)行，就必須保證絕緣層的完整性。絕緣介質(zhì)受潮，會(huì)導(dǎo)致電阻的降低，漏電電流會(huì)增大。主要原因一般是電纜終端或中間接頭密封性差、電纜質(zhì)量不合格、電纜被外界因素腐蝕導(dǎo)致破損。

2.3 絕緣老化變質(zhì)

電纜在運(yùn)行過程中，電纜絕緣受周圍環(huán)境和時(shí)間影響，其性能受到影響，會(huì)發(fā)生一定的改變，導(dǎo)致絕緣強(qiáng)度不高甚至無法絕緣等狀況。

3 電纜故障的測試方法

3.1 傳統(tǒng)測試方法

由以上原因可知，受各種外界和自身因素的影響，電纜故障會(huì)時(shí)時(shí)發(fā)生，在進(jìn)行故障的維護(hù)和修復(fù)時(shí)必須對電纜故障進(jìn)行測量，而傳統(tǒng)的電纜故障測試方法有電橋法、低壓脈沖反射法、脈沖電壓法、脈沖電流法等。

3.1.1 電橋法：電橋法是最常用的測試電纜故障的方法，電力電纜的高阻故障差不多占了故障的90%，可以用高壓電橋法和低壓電橋法進(jìn)行測量。它指的是被測電纜終端故障相與非故障相短接時(shí)，電橋兩臂分別接故障相與非故障相，通過電橋平衡，就可計(jì)算出電纜故障點(diǎn)到測量端及末端的距離。電橋法測電纜故障如圖1所示：

3.1.2 低壓脈沖反射法：低阻短、接地或開路故障時(shí)，可以用低壓脈沖反射法進(jìn)行測量，這種故障約占電纜故障的10%。它指的是通過計(jì)算發(fā)射脈沖和發(fā)射脈沖的時(shí)間差進(jìn)行測距，原理是利用傳輸線的電波反射現(xiàn)象。

3.1.3 脈沖電壓法：脈沖電壓法包括直閃法（直閃法的波形圖見圖2）和沖閃法。具體指的是，在高壓脈沖信號下將電纜故障擊穿，然后記錄放電脈沖在測量點(diǎn)與故障點(diǎn)來回所需的時(shí)間，再進(jìn)行測距。

3.1.4 脈沖電流法：脈沖電流法是利用互感器將脈沖電流耦合出來，它的波形安全簡單，是閃絡(luò)法的另一種形式。具體指的是通過脈沖在電流行波信號故障點(diǎn)與參考點(diǎn)來回一次所需的時(shí)間進(jìn)行測距。

3.2 電纜故障定點(diǎn)的新方法

3.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的容錯(cuò)性、自組織性和自適應(yīng)性，是一種具有新信息處理理論的智能系統(tǒng)。由于它具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)記憶、識別能力，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于電纜故障測距中。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，避開了復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型來描述的各種映射關(guān)系，可以更加簡單便捷地找出故障點(diǎn)，為故障測距技術(shù)做出了巨大

貢獻(xiàn)。

3.2.2 GPS（全球定位系統(tǒng)）行波故障定位。在測試電纜故障的距離中，可以利用全球定位系統(tǒng)，具體指的是利用故障浪涌到電纜兩端的時(shí)間差來判斷故障位置，GPS行波在電纜故障中的應(yīng)用將故障測距技術(shù)向前推進(jìn)了一大步。

3.2.3 分布式光纖溫度傳感器（FODT）。分布式光纖溫度傳感器設(shè)備復(fù)雜，成本相對比較高，所以其一般用于重要電纜的故障測距。它的工作原理是通過故障點(diǎn)的周圍環(huán)境溫度的變化來檢測電纜的正常運(yùn)行，從而判定故障點(diǎn)的位置。它是在光纖復(fù)合電纜中通過激光脈沖時(shí)的時(shí)間差來測量故障點(diǎn)。

4 電纜線路的維護(hù)措施

電纜線路的正常高效運(yùn)行保證了人們的供電需求和社會(huì)化發(fā)展需要，這就必須做好線路的維護(hù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置。只有加強(qiáng)電力電纜的監(jiān)測工作，確保電纜設(shè)備的使用狀態(tài)良好，才能保證電纜的運(yùn)行，包括電力電纜的用電負(fù)荷監(jiān)測、腐蝕監(jiān)測和絕緣性能監(jiān)測。根據(jù)電纜線路進(jìn)行仔細(xì)檢查，對于一些破壞電力電纜的行為進(jìn)行堅(jiān)決打擊，進(jìn)行法律制裁，對法律系統(tǒng)進(jìn)行不斷完善并不斷加強(qiáng)人們的法律意識。

4.1 使用負(fù)荷監(jiān)測

因各時(shí)期的電力需求不同，電力電纜的用電負(fù)荷也不同，在用電高峰時(shí)期，電纜是超負(fù)荷的，如果長時(shí)期電纜在超負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，會(huì)大大減少電纜的使用壽命。電力電纜用電負(fù)荷的最大電流是根據(jù)自身的橫截面積和種類決定的。為了保證電纜不長時(shí)間進(jìn)行超負(fù)荷運(yùn)行，必須使用高科技儀表進(jìn)行負(fù)荷電流的測量。現(xiàn)階段的電流測量主要是人工檢測。

4.2 溫度監(jiān)測

夏季一般是用電高峰時(shí)期，人們的日常生活的用電量需求直線上升，會(huì)加大電纜電力負(fù)荷，導(dǎo)致電纜溫度也會(huì)發(fā)生變化，所以進(jìn)行電纜溫度檢測很有必要，可以避免一些安全性問題的發(fā)生，避免導(dǎo)致人們生活的不便和不必要的損失。對于地下電纜溫度的檢測，要對鋪設(shè)電纜的地段進(jìn)行土壤層溫度的測量，保證土壤層溫度與正常地段之間的溫度不超出10℃以上。

4.3 電纜腐蝕監(jiān)測

對于地下電纜，其安全性的重大問題就是電纜腐蝕，需要引起我們的重點(diǎn)注意。地下電纜埋設(shè)的土層結(jié)構(gòu)會(huì)隨著外界因素和時(shí)間的改變而發(fā)生變化，所以必須進(jìn)行定期檢測，防止土質(zhì)的電性出現(xiàn)改變，而導(dǎo)致電纜表層被電解腐蝕，影響電纜的正常運(yùn)行，地下電纜的土質(zhì)環(huán)境需要保證其干燥性，避免化學(xué)和生物腐蝕，在架空電纜時(shí)，需要注意的是進(jìn)行保護(hù)層的保護(hù)。在進(jìn)行定期檢測時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)問題，需要及時(shí)進(jìn)行解決，保證電纜的安全性和可靠運(yùn)行。

4.4 絕緣性能檢測

為了確保電纜絕緣性能的良好性，保證電纜的正常運(yùn)行，對電纜線路進(jìn)行相應(yīng)的檢測是關(guān)鍵的一步，在按照要求進(jìn)行電纜鋪設(shè)時(shí)，需要制定檢測計(jì)劃，及時(shí)修復(fù)電纜線路中易產(chǎn)生問題的地段，防止意外情況的發(fā)生，對于電纜線路表層的金屬套，其絕緣性能必須有保證，認(rèn)真檢測其絕緣性、及時(shí)進(jìn)行修復(fù)或者更換由于各種因素導(dǎo)致有漏洞和缺陷的電纜。

5 結(jié)語

為了保證電力電網(wǎng)的正常安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須保證電纜的完整性和安全可靠性。電纜在運(yùn)行過程中，會(huì)受到各種各樣外力的影響，會(huì)導(dǎo)致電纜故障，無法保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，比如電纜的制作質(zhì)量、施工過程中的損壞、運(yùn)行環(huán)境和外力作用等都會(huì)導(dǎo)致電纜故障。因此必須保證電纜的安全運(yùn)行，選擇質(zhì)量過關(guān)的電纜，提高施工過程中的施工質(zhì)量，避免一些因施工和安裝不當(dāng)而引起不必要的問題，更應(yīng)該加強(qiáng)電纜的管理，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保10kV電纜的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陳萬山（1979-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門臺山供電局助理工程師，研究方向：電氣試驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）