10kV電纜故障點測尋方法分析及應(yīng)用

張嘉瑜

摘 要：10kV電纜故障問題是一項值得深入研究與探尋的問題，采用先進的故障點測尋方法，從預(yù)定位法到精準(zhǔn)定位，再到具體的故障分析是一個復(fù)雜的過程。本文具體分析了電纜故障點測尋方法以及應(yīng)用實例。

關(guān)鍵詞：10kV電纜故障點；測尋方法；分析；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.09.146

10kV電纜故障點測尋需要遵循科學(xué)的規(guī)律和方法，應(yīng)該先進行預(yù)定位，再逐步精準(zhǔn)定位，最終逐步排查故障。每一種測尋方法都有其內(nèi)在的操作步驟和規(guī)定。最關(guān)鍵是正確運用這些方法，最終達到預(yù)期的故障排查效果。

1 10kV電纜故障點測尋方法

1.1 預(yù)定位法

（1）電橋法。此方法是依托于比較法發(fā)揮測量功能的定位法，其中又包括電阻電橋法、電容電橋法、高壓電橋法三大方法。舊式的電橋法存在多種弊端和不足，無法高效、精準(zhǔn)地測尋電纜的故障點。其中最常見的是電阻電橋法，通常應(yīng)用于測試阻值<10歐的電纜絕緣故障檢測中。

（2）現(xiàn)代脈沖反射法。此預(yù)定位方法能夠被用在多類電纜故障測尋工作中，具體包括以下方法：

第一，低壓脈沖法。通常適合于低電阻故障的測尋，絕緣電阻值小于40歐姆，具體的故障測尋過程為：朝著需要進行故障測尋的電纜發(fā)射脈沖電壓，如果電纜線某處存在故障，脈沖觸及到此故障點、電纜終端與接頭時，此處的阻抗就會對應(yīng)發(fā)生變化，對應(yīng)將出現(xiàn)一種反射脈沖，而且會朝著測試端運行，通過相關(guān)儀器對發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時間差做下記錄，就能從中摸索發(fā)現(xiàn)故障所處位置。

第二，直閃法。此方法適用于發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象的電纜故障檢測中，原理為：將直流電壓作用于故障電纜線，促使出現(xiàn)故障的位置發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象，也就是所謂的閃絡(luò)現(xiàn)象。在這一過程中，發(fā)生故障的線路將走向短路。此時顯示器會出現(xiàn)一定的波形、計算方法，同低壓脈沖法如出一轍，唯一不同的是直閃法中，顯示器中的首個脈沖來自于故障點。此方法最適合電纜發(fā)生閃絡(luò)性故障的情況。

第三，沖閃法。此方法極為普遍使用，具有有效的故障測尋功能。具體的操作過程為：朝著故障區(qū)域發(fā)出高壓脈沖，如果此脈沖的能量十足，就可以推動故障區(qū)閃絡(luò)問題的出現(xiàn)，從而使故障區(qū)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，最終找出故障點。具體的故障測尋原理同直閃法類似。

直閃法同沖閃法有一定的差別，前者通常適合閃絡(luò)性高阻故障的測量，然而，后者著通常適合泄漏性高阻故障的測量。

1.2 精準(zhǔn)定位法

（1）感應(yīng)法。感應(yīng)法具體的使用原理為：電纜在實際運行過程中，會有音頻電流流過，此時其四周就將出現(xiàn)電磁波，將電磁感應(yīng)接收設(shè)備配在身上，順著電纜敷設(shè)的路徑逐步運行，就會有電磁波的干擾作用。隨著音頻電流的逐步流動，遇到故障區(qū)，電流會發(fā)生突然變化，電磁波也會對應(yīng)發(fā)生驟然變化。

感應(yīng)法通常適合斷路故障、低電阻短路等的測尋，卻并不適合高電阻故障、或者單相接地故障。

（2）聲測法。該方法就是依靠閃測儀，圍繞電纜故障區(qū)，推動故障區(qū)進行規(guī)律性放電。經(jīng)過粗略估計，暫時定位一個大致的故障區(qū)域，再啟動聲測設(shè)備，來接收來自于故障點的放電聲音，最終找到故障所處區(qū)域。

（3）聲磁同步法。此方法是對聲測法進行有效優(yōu)化得出的一種測尋法，因為聲音有自己的傳播速度、磁場信號也有自己的傳播速率，二者之間存在一定差異，依據(jù)此原理，啟動儀器探頭進行探測，能夠十分明顯地得出二者之間的時間差，以此來定位故障區(qū)域，找到故障點。

2 10kV電纜故障測尋的具體過程分析

2.1 電纜故障情況分析

要想高效、準(zhǔn)確地測尋電纜故障，首要工作就是要認真、深入地分析故障電纜的具體信息、實際情況，找到所要探尋的電纜的相關(guān)資料、信息，例如：此電纜的長度、敷設(shè)方向、接頭部位、出廠的相關(guān)資料等。有健全、完備的資料支撐，才能為電纜故障測尋做好準(zhǔn)備、打好基礎(chǔ)。

2.2 分析故障電纜的特征與屬性

根據(jù)電纜故障的特征、屬性等來對應(yīng)進行深入地分析、判斷，最終選出一套科學(xué)、有效的測試方法。通過對絕緣電阻的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息實施測試、分析，最終得出故障的類型，屬于短路故障、斷線故障還是接地故障。屬于低電阻故障還是高電阻故障，以及是閃絡(luò)性故障還是泄露性故障。需要有規(guī)律、有計劃地測尋，只有這樣才能節(jié)省測尋時間，及時發(fā)現(xiàn)故障。

2.3 粗略測尋

結(jié)合以往的故障測試經(jīng)驗得出，有大概80%的故障屬于高阻故障。啟動脈沖故障測試設(shè)備能夠更加高效、準(zhǔn)確地測量得出電纜的實際長度，參照相關(guān)資料、數(shù)據(jù)庫、電纜敷設(shè)方向等能夠?qū)﹄娎|的故障區(qū)域做出大致的估計。

2.4 故障點的精準(zhǔn)測尋

在粗略大概測尋的基礎(chǔ)上，接著進入精準(zhǔn)定位測量階段，通過精準(zhǔn)定位法來更為準(zhǔn)確地找到故障點所處位置，然后，針對故障區(qū)實施深入挖掘施工，再對應(yīng)集中圍繞故障點開展維修、維護工作。

2.5 誤差分析

因為電纜自身處于一個較為復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境中，運行中的電纜容易出現(xiàn)多接頭、長期運行等情況，僅僅依靠一次定位，無法準(zhǔn)確找到故障位置，其中勢必會出現(xiàn)巨大的誤差，甚至?xí)霈F(xiàn)干擾性信號，要想有效定位故障點，就必須多次操作、反復(fù)定位，最終找到一個故障點。實際的測尋過程中，要及時地總結(jié)、分析，得出導(dǎo)致誤差的原因，從而保證高精準(zhǔn)測量。

3 10kV電纜故障點測尋方法的實際應(yīng)用

某地區(qū)電纜出現(xiàn)故障，電力供應(yīng)中斷，決定采用故障點測尋技術(shù)與方法來找到故障點，并解除故障。經(jīng)過檢測調(diào)查得出：此故障電纜的型號為：YJV22-10-3*300，處于10千伏的電壓下運行，電纜敷設(shè)選擇了綜合敷設(shè)法，一部分直埋敷設(shè)，其他的則選擇了纜溝敷設(shè)法，電纜總長度達到2600米。經(jīng)研究決定選擇直閃法進行故障初步定位，得出了以下波形圖見圖1：

經(jīng)測量得出：L1=1140米。采用聲測法進一步加以測尋，找到故障點所處的具體位置，其沖擊電壓達到20千伏，波速為2微妙。再查看電纜的敷設(shè)路線，采用聲測設(shè)備在1000m處探測到一定的放電聲音，鎖定此區(qū)域來具體查找故障，經(jīng)過挖掘施工，最終定位故障并找出原因，電纜對接頭有爆裂現(xiàn)象，且出現(xiàn)了十分清晰的放電點。

割開故障對接頭，針對電纜兩側(cè)實施絕緣電阻測量，最后能夠得出電纜后半部分的絕緣電阻值，其中測出了各相的具體對地電阻值，其中A相：5兆歐，B相：6千歐，C相：3千歐。同時圍繞電纜后半部分開展耐壓試驗，待加壓到16千伏，則出現(xiàn)了擊穿現(xiàn)象。

引入沖閃法來圍繞后半部分進行實驗，具體的做法為：將20千伏直流電壓作用于電纜，經(jīng)不斷地定位、研究，最終得出下面的波形圖見圖2：

經(jīng)過測量得出：L2=330米，接著再引入聲測法來對故障進行準(zhǔn)確定位，300米附近的地方發(fā)出放電聲音，順著此聲音進行挖掘操作，最終在大概290米的位置處發(fā)現(xiàn)了故障點。

4 電纜故障的成因分析

電纜之所以出現(xiàn)故障問題，主要源自以下幾大方面的原因，具體體現(xiàn)為：

（1）外力的不良破壞作用。該原因的出現(xiàn)多數(shù)是因為機械施工所致，例如：電纜施工過程中挖掘設(shè)備的不當(dāng)操作導(dǎo)致電纜被破壞，出現(xiàn)嚴(yán)重的短路問題，絕緣損失問題等，從而導(dǎo)致故障。

（2）施工不合格。電纜的對接頭部位是故障高發(fā)區(qū)，如果對接頭處于潮濕、陰暗環(huán)境下，電纜長期浸入水體，對接頭如果沒能完好密存，水體滲入，則可能造成接頭腐蝕現(xiàn)象。

（3）電纜自身質(zhì)量低下。個別生產(chǎn)商盲目為了經(jīng)濟利益，控制電纜生產(chǎn)成本，采用質(zhì)量低下的電纜材料，導(dǎo)致電纜質(zhì)量低下。

（4）維修不當(dāng)。電纜由于長時間處于過熱、過電狀態(tài)下工作，自身的性能難免受到?jīng)_擊，長時間的工作會引發(fā)其絕緣度下降，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿現(xiàn)象，如果未能及時得到維修，將很容易出現(xiàn)故障。

5 總結(jié)

10kV電纜故障測尋方法需要一個探究過程，要科學(xué)地利用探尋方法，及時有效地排除故障，維護電纜的安全運行。

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