蔣安勇

[摘 ? ?要]電力作為我國(guó)重要地使用能源之一，其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中均存在著重要的作用，電力更是社會(huì)生產(chǎn)以及日常生活中不可或缺的一部分。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)群體的用電需求逐漸上升，這就需要更多的電網(wǎng)與其相匹配，從而增加了部分電網(wǎng)工程的建設(shè)數(shù)量。與此同時(shí)，我國(guó)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率也顯著升高，進(jìn)而影響城市居民實(shí)際用電的效率。這就需要相關(guān)工作人員及時(shí)針對(duì)高壓電纜進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)高壓電纜存在的問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行解決，同時(shí)針對(duì)存在故障的電纜，通過(guò)檢測(cè)明確故障發(fā)生的原因，進(jìn)而提高我國(guó)人民用電的需求?；诖?，本文將針對(duì)10 kV高壓電纜故障檢測(cè)方法進(jìn)行分析，進(jìn)而提高我國(guó)電纜故障檢測(cè)技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]10 kV;高壓電纜;故障;檢測(cè)方法

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM75 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）05–00–03

Fault Detection Method and Analysis of 10 kV High Voltage Cable

Jiang An-yong

[Abstract]As one of the important uses of energy in China， electric power plays an important role in the development of national economy and society， and electric power is an indispensable part of social production and daily life.With the continuous development of social economy， the power demand of social groups is gradually increasing， which requires more power grids to match with it， thus increasing the number of construction of some power grid projects.At the same time， the probability of power system failure in China is also significantly increased， which affects the actual efficiency of urban residents.This requires the relevant staff to detect the high-voltage cable in time， find out the problems of the high-voltage cable through the detection， and solve them in time.At the same time， for the cable with fault， the cause of the fault can be identified through detection， so as to improve the demand of people's electricity in China.Based on this， this paper will analyze the 10 kV High voltage cable fault detection methods， and then improve the cable fault detection technology in China.

[Keywords]10 kV; high voltage cable; fault; detection method

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平得到提升，社會(huì)用電量也在隨之增長(zhǎng)。為了滿足大眾的基本用電需求，各大電力公司都在逐漸擴(kuò)大電網(wǎng)的規(guī)模，讓電網(wǎng)的覆蓋率得到進(jìn)一步提升，這也從根本上使得電網(wǎng)發(fā)生故障的幾率顯著增長(zhǎng)。而10 kV配電網(wǎng)作為輸送電能的重要系統(tǒng)，在其實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，進(jìn)而對(duì)10 kV配電網(wǎng)造成一定的影響，甚至誘發(fā)火災(zāi)等不良事件，嚴(yán)重威脅到了人們的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全。并且，由于電纜廠埋設(shè)在地下深處，一旦發(fā)生故障很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)根本原因，進(jìn)而浪費(fèi)大量的時(shí)間以及物力。因此，積極探索有效的故障檢測(cè)方法，是當(dāng)前電力企業(yè)需要積極研究的重點(diǎn)，以此保證我國(guó)電力的服務(wù)質(zhì)量以及可靠性。

1 ?10 kV高壓電纜故障相關(guān)概述

當(dāng)前我國(guó)電力系統(tǒng)中10 kV電纜發(fā)生故障的種類(lèi)比較多，根據(jù)10 kV高壓電纜出現(xiàn)故障的表面情況能夠?qū)⑵浞譃殚_(kāi)放性故障以及封閉性故障[1]。而根據(jù)10 kV高壓電纜的接地現(xiàn)象，還能將其分為接地故障、混合故障以及相間故障。根據(jù)10 kV高壓電纜出現(xiàn)故障的位置，能夠?qū)⑵浞譃榻宇^故障以及電纜本體故障。根據(jù)10 kV高壓電纜的電阻性質(zhì)，還能將其分為斷線故障、混合故障以及混線故障，且混線故障還能分為低阻故障、閃絡(luò)性故障以及高阻故障?，F(xiàn)階段，我國(guó)10 kV高壓電纜發(fā)生故障的常見(jiàn)因素主要為以下幾點(diǎn)：

1.1 ?機(jī)械損傷

10 kV高壓電纜存在的故障中，最常見(jiàn)的就會(huì)機(jī)械損傷這一原因，其占據(jù)電纜故障中較大一半部分比例。機(jī)械損傷主要包括：承載比較大的車(chē)輛對(duì)電纜造成的碾壓性損害、不可抗的外力造成的破壞，像對(duì)鋪設(shè)電纜的道路進(jìn)行挖掘、建筑施工過(guò)程中對(duì)電纜地面進(jìn)行的挖掘、土地下沉過(guò)程中10 kV高壓電纜的導(dǎo)體以及接頭部分受到損害等[2]。

1.2 ?絕緣受潮

10 kV高壓電纜最末端與電線相連接的部分，或者10 kV高壓電纜中部分或者其他電纜相連接部分的密封性不達(dá)標(biāo)，致使電纜的從屬部件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，電纜的金屬保護(hù)層受到尖銳物體或化學(xué)物體的損害等。

1.3 ?電纜接頭故障

10 kV高壓電纜最容易發(fā)生故障的部位就是整體電纜的接頭，且電纜接頭發(fā)生老化也是常見(jiàn)的故障之一，而引起電纜發(fā)生故障的根本因素就是工作人員在實(shí)際工作的過(guò)程中，實(shí)際操作沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)定所致。比如，10 kV高壓電纜的接頭以及連接鍥合度較低，操作人員在實(shí)際操作過(guò)程中，存在的偷工減料等不良行為。

1.4 ?絕緣老化變質(zhì)

10 kV高壓電纜在實(shí)際工作過(guò)程中，其必然會(huì)出現(xiàn)絕緣老化的情況，而導(dǎo)致10 kV高壓電纜發(fā)生絕緣老化的主要因素包括電、化學(xué)、熱以及環(huán)境等因素[3]。

2 ?10 kV高壓電纜故障檢測(cè)方法

2.1 ?電橋法

電橋法作為當(dāng)前檢測(cè)10 kV高壓電纜故障使用時(shí)間最長(zhǎng)的一種檢測(cè)方法，其并沒(méi)有隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而被淘汰，其依舊應(yīng)用于當(dāng)前10 kV高壓電纜故障的檢測(cè)中。電橋法要與其他的故障檢測(cè)方法相比，其具有檢測(cè)更加簡(jiǎn)單、便捷的優(yōu)勢(shì)，其在檢測(cè)過(guò)程中存在的誤差幾乎可以忽略不計(jì)。當(dāng)前，電橋檢測(cè)方法依舊沿用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，通過(guò)將調(diào)節(jié)橋壁平衡獲取的數(shù)據(jù)與10 kV高壓電纜總長(zhǎng)度進(jìn)行比較，計(jì)算二者存在的距離差，以此尋找10 kV高壓電纜存在的故障。檢測(cè)人員在應(yīng)用電橋法之前，需要做好一系列相關(guān)的準(zhǔn)備工作，并收集詳細(xì)的10 kV高壓電纜資料。但是，電橋法無(wú)法對(duì)10 kV高壓電纜混線故障中的閃絡(luò)性故障以及高阻故障進(jìn)行排查，這也是電橋法存在的部分缺點(diǎn)[4]。

2.2 ?高壓脈沖法

高壓脈沖法主要是使用高壓信號(hào)將10 kV高壓電纜存在的故障轉(zhuǎn)變?yōu)槎搪坊蛘叩妥韫收希⒆?0 kV高壓電纜故障點(diǎn)的反射系數(shù)逐漸靠近-1，且電纜故障點(diǎn)幾乎出現(xiàn)全反射。閃絡(luò)方法進(jìn)行詳細(xì)的劃分，其又分為直閃法以及沖閃法。故障檢測(cè)人員應(yīng)用閃絡(luò)方法進(jìn)行10 kV高壓電纜故障檢測(cè)的時(shí)候，可以發(fā)現(xiàn)電纜故障點(diǎn)形成的反射波其實(shí)就是高電壓脈沖波，檢測(cè)人員不能通過(guò)檢測(cè)儀器發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的電纜部位。此時(shí)，檢測(cè)人員需要應(yīng)用取樣器將10 kV高壓電纜故障部位發(fā)出的高電壓脈沖波轉(zhuǎn)換成儀器可以發(fā)現(xiàn)的低壓脈沖信號(hào)，且故障檢測(cè)人員在取樣時(shí)的操作方法還能分為電壓感應(yīng)法、電壓法以及電流法[5]。

2.3 ?沖閃法

沖閃法又被稱(chēng)之為沖擊高壓閃絡(luò)法。直閃法的工作原理為電源的輸出功率在受到直流高壓電阻具有的等效電阻影響時(shí)，會(huì)對(duì)實(shí)際的工作產(chǎn)生部分影響，致使檢測(cè)人員無(wú)法對(duì)10 kV高壓電纜存在的高阻故障進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)。而沖閃法通過(guò)大容量的充電電容作為直流高壓電源，并即將其添加到出現(xiàn)故障的10 kV高壓電纜點(diǎn)上，使閃絡(luò)放電在瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)槎搪返那闆r。因此，沖閃法常被檢測(cè)人員用于測(cè)量10 kV高壓電纜存在的泄露性高阻故障、低阻故障、開(kāi)路以及閃絡(luò)性高阻故障。沖閃法的檢測(cè)原理線路與直閃法并無(wú)顯著差異，二者存在的區(qū)別主要為儲(chǔ)能電容與10 kV高壓電纜之間串入地球形間隙[6]。

2.4 ?聲磁同步法

眾所周知，電磁信號(hào)與光的傳播速度基本相同，且聲音在空氣中的傳播速度比較慢。而正是由于聲音與電磁信號(hào)傳播速度上存在的顯著差異，可以幫助檢測(cè)人員確定10 kV高壓電纜故障的發(fā)生不部位。這是由于信號(hào)接收儀器在接收聲音與電磁信號(hào)時(shí)，常會(huì)將兩種信號(hào)的位置錯(cuò)認(rèn)為同一位置，檢測(cè)人員根據(jù)信號(hào)的傳播特點(diǎn)，則越靠近10 kV高壓電纜故障位置時(shí)，其接收信號(hào)的時(shí)間差則越小，進(jìn)而幫助檢測(cè)人員精準(zhǔn)探測(cè)10 kV高壓電纜故障發(fā)生的位置[7]。

3 ?10 kV高壓電纜故障解決措施

3.1 ?合理鋪設(shè)電纜

電力企業(yè)內(nèi)的電纜鋪設(shè)人員在電纜進(jìn)場(chǎng)之后，必須要對(duì)電纜進(jìn)行仔細(xì)的檢查以及驗(yàn)收工作，相關(guān)人員選用檢查電纜的形態(tài)、耐熱阻燃、規(guī)格型號(hào)、合格證、電壓等級(jí)以及電纜的長(zhǎng)度等。并且相關(guān)人員還需要現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)絕緣層的厚度以及圓形線芯的直徑，并對(duì)電纜進(jìn)行耐壓檢測(cè)以及絕緣遙測(cè)等環(huán)節(jié)。當(dāng)橋架上敷設(shè)多個(gè)橋架的時(shí)候，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況結(jié)合施工圖紙進(jìn)行，并將電纜的排列利用表或者圖進(jìn)行深化的設(shè)計(jì)研究，并對(duì)電氣施工的圖紙進(jìn)行深化的研究，從而充分掌握電纜的分布情況，并對(duì)每根電纜進(jìn)行詳細(xì)的編號(hào)標(biāo)識(shí)。此外，施工人員還需將電纜的起始位置、規(guī)格型號(hào)以及回路號(hào)進(jìn)行標(biāo)明。對(duì)于電纜比較密集的位置，需要繪制電纜的剖面分布圖紙，將電纜在橋架中的位置標(biāo)明，并結(jié)合電纜剖面圖紙選擇合適的電纜敷設(shè)順序，以免出現(xiàn)電纜交叉的情況[8]。電纜敷設(shè)分為水平敷設(shè)以及豎直敷設(shè)，水平敷設(shè)常是采取人力牽引措施，而豎直的電纜敷設(shè)則是采用阻尼緩沖器的方法。由于兩種敷設(shè)情況的不同，所進(jìn)行的電纜敷設(shè)固定方法也有所不同，水平敷設(shè)常在電纜彎曲的兩端使用電纜卡進(jìn)行固定，而豎直敷設(shè)則是從下至上使用固定支架將電纜固定在橋架上，每層至少對(duì)電纜進(jìn)行兩個(gè)固定點(diǎn)。

3.2 ?加大電纜的維護(hù)以及管理工作

當(dāng)電力企業(yè)鋪設(shè)電纜工作結(jié)束后，供電部門(mén)需要針對(duì)電纜運(yùn)行過(guò)程中的電流變化情況進(jìn)行實(shí)際的監(jiān)督管理，從而降低10 kV高壓電纜發(fā)生負(fù)荷將絕緣擊穿的情況。并且，我國(guó)供電企業(yè)還需建立專(zhuān)門(mén)的電力線路維修部門(mén)，并制定嚴(yán)格的維修制度，促使維修小組能夠定期進(jìn)行線路檢查。工作人員通過(guò)定期的電路維修檢查，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題的10 kV高壓電纜，并及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門(mén)并做好相關(guān)地處理準(zhǔn)備工作。此外，電力維修小組成員還需積極展開(kāi)細(xì)致的巡查以及排查工作，及時(shí)記錄工作中的各項(xiàng)內(nèi)容，并如實(shí)填寫(xiě)10 kV高壓電纜運(yùn)行報(bào)告，保證我國(guó)電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力企業(yè)內(nèi)從事電力檢測(cè)的工作人員，需要注意積累實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)理論，充分掌握實(shí)際檢測(cè)中儀器的相關(guān)設(shè)備以及原理，進(jìn)而合理選擇檢測(cè)方法以及儀器進(jìn)行故障檢測(cè)，以此明確10 kV高壓電纜發(fā)生故障的根本因素。當(dāng)電力檢測(cè)人員對(duì)電纜故障進(jìn)行合理的排查時(shí)，能夠通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)波點(diǎn)的拐點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的排查工作，保證電纜能夠順利運(yùn)行。

因此，電力檢測(cè)人員需要積極掌握電纜故障的發(fā)生因素、檢測(cè)方法以及解決措施，以此保證高壓電纜存在的故障能夠得到合理的解決，同時(shí)積極改進(jìn)當(dāng)前的故障檢測(cè)技術(shù)，最終保證我國(guó)電力供應(yīng)正常。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔曉光.220 kV高壓電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)[J].低碳世界，2020，10（7）：61，63.

[2] 任廣為，段玉杰，黃梁英，等.基于故障點(diǎn)電流檢測(cè)法的高壓電纜故障研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（13）：103-105，107.

[3] 熊世橋.220 kV高壓電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值研究[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，2（2）：98-99.

[4] 李志偉，徐輝.10 kV高壓電纜故障分析與檢測(cè)技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（35）：49-50.

[5] 盛瑞鵬.高壓電纜故障測(cè)試與處理技術(shù)分析[J].黑龍江科學(xué)，2018，9（24）：124-125.

[6] 章以建.高壓電力電纜配電線路故障在線檢測(cè)方法研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2019，42（18）：10-13.

[7] 李萬(wàn)超，尹海丞，王磊，等.高壓電纜局部絕緣老化故障智能定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（8）：41-45.

[8] 師濤，李孝，何杰，等.高壓電纜缺陷現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)及故障快速定位方法研究[J].電工技術(shù)，2019（16）：90-91，122.

[9] 楊軍，唐傳明，鄒海，等.10 kV電力系統(tǒng)運(yùn)行中電纜故障診斷方法分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（8）：148.

[10] 劉義平，曹婷，魏文偉，等.10 kV電力電纜故障檢測(cè)[J].電氣技術(shù)，2012（9）：85-88.