余國忠 黃超強 劉俊英 陳嘉銘 宋華

[摘? ? 要]在整個電力系統(tǒng)當(dāng)出現(xiàn)中，電纜的作用是相當(dāng)巨大的，可以說是電力系統(tǒng)的主動脈。在電力系統(tǒng)長期的運行過程當(dāng)中，由于運行的損耗加上各種故障問題，電纜會出現(xiàn)一定的問題，比如老化以及過熱等現(xiàn)象，造成供電故障的發(fā)生，因此需要對電力電纜的故障檢測法進行分析，并且采取針對性的措施解決。文章首先對10 kV電力電纜故障原因和分類進行了分析，其次對10 kV電力電纜故障的檢測方法進行了分析。最后以實例進行了說明。

[關(guān)鍵詞]電力電纜;故障;檢測技術(shù)

[中圖分類號]TM755 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–0–02

Discussion on Related Technical Problems of 10 kV Power Cable Fault Detection

Yu Guo-zhong，Huang Chao-qiang，Liu Jun-ying，Chen Jia-ming，Song Hua

[Abstract]In the entire power system， the role of the cable is quite huge， which can be said to be the aorta of the electrical system. Therefore， in the long-term operation process， due to the loss of its operation and various faults， certain problems will be caused to the cable， such as aging and overheating， which will cause the probability of power supply failure. Therefore， it is necessary to analyze the fault detection method of the power cable and take effective measures. In this article， firstly， the reasons and classification of 10 kV power cable faults are analyzed; secondly， the classification of 10 kV power cable faults is analyzed; finally， the method of power cable fault detection is researched.

[Keywords]power cable; fault; detection technology

在現(xiàn)階段人們的工作和生活當(dāng)中，電力成為了不可缺少的能源，因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行對于人民的生活起到了至關(guān)重要的作用。在電力系統(tǒng)當(dāng)中，電力電纜屬于重要的組成部分，因此需要對電力電纜的正常使用運行進行分析。電力電纜是實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運行基礎(chǔ)提供的保障和前提條件，但是在使用的過程中會出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象，對于電力系統(tǒng)的正常運行起到了制約作用。因此需要對其采取合適的方式進行故障的檢測，以此來避免電力電纜發(fā)生故障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定造成影響。

1 10 kV電力電纜故障的原因和分類

電力電纜故障原因可以分為四個方面，分別是機械損傷、絕緣受潮、電纜接頭故障、絕緣老化變質(zhì)。機械損傷屬于電纜故障的常見事故，在安裝時由于劃傷、扭傷、打折、外力的破壞、建筑開挖、車輛碾壓以及土地沉降等多個因素會造成電纜的接頭和導(dǎo)體產(chǎn)生損傷現(xiàn)象。在絕緣受潮方面，由于電纜終端和中間接頭的密封不嚴實以及附件的制造質(zhì)量問題等都容易出現(xiàn)受潮現(xiàn)象。電纜接頭屬于薄弱的環(huán)節(jié)，人員因素引發(fā)的接頭故障比例較大，比如接頭壓實不嚴、加熱不充分等原因。在絕緣老化方面由于在運行當(dāng)中在電、熱、化學(xué)、環(huán)境等因素的影響下，會產(chǎn)生不同程度的老化現(xiàn)象。

電力電纜故障可以分為導(dǎo)體故障、主絕緣故障和護套故障這三種類型，電纜本身的種類和結(jié)構(gòu)都不盡相同，因此對電纜故障的分類方式相對較多，如表1和圖1所示。

2 10 kV電力電纜故障檢測方法

2.1 電力電纜故障粗測

在電力電纜的故障粗測方式當(dāng)中，可以分為電橋法、行波法兩種方式。電橋法中，主要是對電力電纜的距離進行測量，包含直流電阻電橋法、直流高壓電阻電橋法和電容電橋法等。在電阻電橋法中，對于單向或者對地進行兩相之間的絕緣電阻進行電纜故障的檢測，高壓電橋法可以對阻值在10 k?到千兆歐的范圍內(nèi)進行測量，在電容電橋法的測定當(dāng)中，可以實現(xiàn)電纜開路斷線情況下進行檢測，操作方式方面比較簡單，但是在此種方式當(dāng)中需要對電纜本身的資料都進行掌握和確定，該種方式對于高阻檢測是不適用的。

行波法的測定，包含了低壓脈沖法和高壓脈沖法，在低壓脈沖法當(dāng)中，對于電纜的開路、短路以及低阻故障現(xiàn)象可以在一定范圍內(nèi)進行測定，還可以實現(xiàn)對電纜長度、電波長度進行測定，對于電纜的中間頭和接頭終端頭進行確定。在測定的過程當(dāng)中，需要利用低壓脈沖信號來實現(xiàn)電流的輸入，其中信號沿著電纜進行傳播，在電纜當(dāng)中如果出現(xiàn)了阻抗不匹配的狀態(tài)或者情況，就會產(chǎn)生脈沖信號，比如開路點和短路點等。對信號在電纜當(dāng)中的往返時間和脈沖信號所傳播的速度進行計算，從而實現(xiàn)對故障

點的計算。同時，在高壓脈沖方式的試驗過程當(dāng)中，需要在高壓信號的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對電纜故障的檢測，一般來說，可以分為兩種閃絡(luò)法，分別為直閃法和沖閃法。在閃絡(luò)法進行電纜故障測定的時候，電纜內(nèi)部所形成的高壓脈沖信號就會在故障的狀態(tài)下形成反射波，對其進行分析之后，就可以將其脈沖信號進行轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的低壓脈沖信號，在取樣的方式方面可以分為電壓法、電流法和電壓感應(yīng)法。在直流高壓閃絡(luò)法當(dāng)中，需要對故障電纜進行直流電壓的試驗，從而使得故障點發(fā)生閃絡(luò)的現(xiàn)象。再對故障點穿越故障的電流行波信號的往返時間和信號傳輸速度進行計算，可以實現(xiàn)對故障距離的計算，一般可以用于測試電力電壓的閃絡(luò)性能相對較高的高阻故障。

2.2 電力電纜故障點精測

在電力電纜故障點的精測方面，可以利用聲測法、聲磁同步法以及音頻感應(yīng)法來進行測定。在聲測法當(dāng)中，對故障點進行放電的情況下就會產(chǎn)生聲波現(xiàn)象，對其聲波進行檢測之后就可以確定其故障信號，聲音傳感器在電力電纜當(dāng)中可以對聲音信號進行檢測，故障點的位置就在聲音最大的地方。在聲磁同步法的測定當(dāng)中，需要在沖擊電壓的作用下實現(xiàn)對故障點的閃絡(luò)放電，利用故障點當(dāng)中產(chǎn)生的電磁波和振動聲波來進行信號的轉(zhuǎn)換，從而判斷出故障點的位置。在音頻感應(yīng)法當(dāng)中，利用對測試段進行增加低壓音頻信號的方式，來判斷信號的傳輸，如果不能沿著電纜傳輸且兩邊信號大小差距相對較大的話，則可以利用變化信號來對故障點位置進行確定。

3 現(xiàn)場應(yīng)用實例

以某個地區(qū)的故障電纜來作為主要的研究對象。該電纜基本型號為VLV22-8.7/10 kV-3×35 mm，電纜的敷設(shè)方式采用直埋敷設(shè)的方式，電纜本身的長度為標注長度為675 m，但是測量長度673.2 m。在電纜中間存在1個中間接頭。

在對該電纜進行故障確定的時候，需要對電纜故障性質(zhì)進行確定，用萬用表對電纜三相對地的絕緣電阻進行測量之后發(fā)現(xiàn)，A相對地為∞，B相對地為0.4 M?，C相對地為∞;在測量的過程當(dāng)中，對A相和C相，利用低壓脈沖法來對其進行電纜總長度的測量，測量的結(jié)果為673.2 m，由此可以證明電纜的標線長度一致，因此可以確定該電纜故障為單相泄露性高阻故障。

在對電纜故障進行粗側(cè)和精測的過程中，主要利用沖閃電壓感應(yīng)法的方式，在利用沖閃法的時候利用取樣器進行取樣，在電纜運行的過程當(dāng)中，在電容C當(dāng)中的直流電如果處于相對較高的情況下，其中的球隙就會造成擊穿現(xiàn)象，從而在這個過程當(dāng)中產(chǎn)生瞬間的脈沖電流和電壓信號，對其信號進行采集，之后進行轉(zhuǎn)換，對轉(zhuǎn)換的信號進行輸出。電流的信號也會被同時采集并且輸出。在此種情況下，可以對接受的信號在測試儀器的基礎(chǔ)上進行波形的顯示。如果電壓上升到了12 kV的時候，就會形成閃絡(luò)放電的現(xiàn)象，因此經(jīng)過計算可以得出故障點粗測距離為656.6 m。

在對其進行精測的過程中，需要建立在粗測距離的基礎(chǔ)上，故障點距離對端比較近，因此可以利用定點儀來實現(xiàn)對端定點的信號接收，在距離對端大約17 m的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了故障點的放電聲音，因此可以實現(xiàn)對故障點的精測。也就是距離測試點的656.6 m的地方上進行故障的開挖確認，對其故障點進行開挖并且做簡單的處理，之后就可以利用遙測表來進行分段的進一步測量，實現(xiàn)電纜本身對地絕緣低阻的有效測量，最終可以對電纜當(dāng)中的其他故障點做出精確的測量。利用此種方式可以對故障點的具體位置進行測量，利用信號的傳遞來對脈沖信號做出處理分析之后可以實現(xiàn)精確定位，對電力電纜進行故障排除，保證電力電纜的安全運行。

4 結(jié)語

綜上所述，對電力電纜故障的檢測需要在理論和實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上進行分析，在分析故障的過程當(dāng)中，可以利用絕緣擊穿機理、測試儀器的結(jié)構(gòu)和波形的形成過程來進行分析，對波形的突變拐點進行對比分析，從而對故障點可以及時修復(fù)，最終提升電力電纜運行的可靠性。與此同時，還要不斷地進行故障理論的總結(jié)，進行方法的改進，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

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