10KV电缆故障原因分析及故障现场查找措施

李有生

摘要：随着国民经济的迅速发展，对电力稳定的要求也越来越高，10KV电缆逐渐广泛应用于电网体系中。电缆故障对地区电力稳定产生影响，造成较大的经济损失。本文对10KV电缆的故障类型、故障原因以及故障现场查找方法进行分析，为10KV电缆故障排查以及处理提供依据。

关键词：10KV电缆;故障分析;现场查找

前言

10KV电缆具有适应性强、供电效率高、隐蔽性好的特点。随着国民经济的发展，对电力功能的要求也在提高，10 KV电缆线路已经广泛的应用于供电网络。但是电缆线路埋设于地下，相对隐蔽，因此对故障检测和维修造成了困难[1]。为了确保电网的正常稳定运行，及时修复电力故障，需要及时定位电缆故障位置、确定故障类型与故障产生原因，及时处理故障，满足国民经济的电力需求。

1 10KV电缆常见故障类型

10KV电缆线路经常会出现短路、闪络、低阻等多种故障，在电缆线路检测时，需要对电缆故障分类进行研究，进一步确定电缆故障产生原因。

1.1 断路故障

断路故障主要是由于各种原因，电缆线路突然断开，电缆线路的绝缘阻抗突然变为无穷大，从而导致电缆线路中断，用户无法接受电信号反馈。断路故障的发生与电缆线路本身质量有关，也有可能遭到外力破坏。10KV电缆线路外径较大，小损伤无法及时观察，因此导致了断路故障，影响了使用性能[2]。

1.2 闪络故障

当电缆线路的电流型号闪络表面的输入电压超过某个临界点所产生的的电缆故障，该故障主要表现为线路的电路突然增加，而且终端电流测试不稳定，电流表指针表现为闪络摇摆。这种电路故障导致电缆传输电信号不稳定，对终端接收电信号造成影响。10KV线缆线异常，线路负荷重，而且电缆所经过的区域相对复杂，在传输的过程中，会引发高阻泄露故障，导致线路过流保护不灵敏。

1.3 低阻短路故障

低阻短路故障主要表现在电缆线路的绝缘电阻突然降低，电流传出无损耗，而且直流电阻呈现金属接地的特征，电缆发生短路。当前我国10KV电缆线路常见于山路或树木较多的地区，在相对恶劣的天气环境下，电缆线路会遇到多种因素的影响，导致电联线路运行故障。短路故障引发主变跳闸，出现跳闸事故。

1.4 高阻泄露故障

高阻泄露故障主要表现为某段电缆线的绝缘电阻较高，随着输入信号的增强，漏电信号也随之增强，引发线缆线路泄露风险。

2 10KV电缆故障产生原因

10KV电缆故障的原因很多，主要包括电缆线路敷设、电缆制作工艺不良、电缆老化和外力破坏几种原因，具体故障原因如下。

2.1 电缆线路敷设

电缆线路敷设工艺必须严格按照敷设工艺，但是因为10KV电缆线路敷设环境复杂，敷设过程相对复杂，因此敷设存在的問题会引发电缆故障。电缆线路敷设主要表现在机械操作不规范引发的问题，敷设过程中造成绝缘层的损伤但是未能及时发现，导致电缆线路发生高阻泄露故障[3]。电缆接头工艺要求高，必须要求施工队伍熟悉操作规范、至少具备两年的接线经验，但是实际操作过程中，施工队伍质素良莠不齐，培训时间和训练时间不足，最终导致电缆敷设出现问题。施工过程中，敷设电缆完全不够而强行弯曲敷设、电缆接头施工时绝缘暴露在空气中，都会引发安全隐患。

2.2 电缆制作工艺不良

虽然我国的高压电缆制作工艺已经相对成熟，而且进场的都是合格的产品，但是在生产过程中，为了抢工期而大量赶工，导致电缆线路质量问题，为电缆带来安全隐患。10KV电缆要求高，必须按照规范生产，而且必须进行相关检测和试验。但是因为生产工艺不良而引发的电缆故障依然存在，主要表现在电缆的绝缘偏心、绝缘屏蔽不均匀，而且绝缘层内存在杂质，引发线缆线路缺陷，继而引发电缆故障。制造工艺不良也会引发电缆头质量问题，当前电缆终端接头和中间接头在10KV电缆故障中较为常见，主要是因为生产过程不够严格，电缆接头质量问题而埋下故障隐患。

2.3 电缆老化与绝缘受潮

10KV电缆作业环境相对复杂，在恶劣天气情况下，会加速电缆线的腐蚀与老化。10KV电缆线长期裕兴在高电压环境中，引发电缆绝缘层发热，而在受潮的情况下，致线缆泄露严重，引发电缆故障。电缆遭遇腐蚀以及长时间运行产生的老化，也会影响电缆绝缘层，引发电缆故障。相关的研究表示，20%的电缆故障都和电缆绝缘劣化有关。

2.4 外力破坏

10KV电缆线路一般埋设于地下，相对隐蔽，但是在城市基础建设过程中，需要对地面进行开挖，引发电缆线路风险。电缆沟和隧道内的电缆相对安全，但是没有保护的电缆容易遭到外力破坏。随着城市的发现，外力破坏引发电缆故障逐渐增多，主要是因为操作人员不了解电缆线路、施工方和用电管理部门沟通不足、暴力施工等，导致电缆绝缘层遭遇破坏，电缆被挖断。在某城市的市政施工过程中，挖掘机挖掘路面挖断电缆，从而引发电缆故障。引发故障的原因是市政施工单位在未了解电缆线路的前提下盲目开工，而且挖断电缆后掩埋，隐瞒事故，造成了较大的经济损失。

3 10KV电缆故障现场查找方法

3.1 电桥法

采用直流单臂电桥测量电流的故障。10KV电缆正常工作是相对稳定的，通过测量测试点到故障点的电阻以及长度，分析其中电流电压的变化，从而了解故障位置以及故障发生的原因。电缆的长度与电阻成正比，该方法是分析电缆线故障的传统方法，应有较为方便，广泛应用于电缆检测中。在检测是，需要根据电路分布构建电压与阻抗的函数关系，并且计算其中阻抗的变化，常用于较短电缆线的故障点闪络测试，测试的结果与仪器精度、测量人员专业水平相关。

3.2 行波法

电磁波具有反射特性，10KV电缆线电流运行时具备电磁波信号，脉冲信号在正常运行的电缆线路中正常进行，到达故障点时，因为阻抗不匹配会导致脉冲信号反射，通过捕捉发射脉冲信号，可以确定故障点位置，能够定位故障位置，为分析故障原因提供依据，常见的行波法包括低压脉冲反射法、高压脉冲反射法、冲击电流波、二次脉冲反射法：（1）低压脉冲反射法，采用低压脉冲输入故障电路，检测脉冲反射信号，对脉冲在电路中的传播速度以及反射强弱确定故障距离，从而确定故障位置。（2）高压脉冲反射法，高压脉冲超过电缆时会产生击穿现象，利用高压脉冲击穿并且反馈的信号，分析故障点到测试点为距离，从而确定故障点位置。（3）冲击电流波，将高压脉冲输入10KV电缆线路中，当高压脉冲超过临界点时会瞬间击穿出现闪络发射出脉冲信号，脉冲到达故障点时会出现反射，反射回到测试点，通过分析脉冲时间可以确定故障点到测试点距离，确定故障位置。行波法操作简单，可以相对值混却的定位电缆故障位置，通过电流信号测试故障。但是对设备的要求较高，测试仪器的电波信号发射或捕捉不够清晰，会对障碍分析产生影响，而且所受的干扰较大，测试误差也相对较大，常用于低阻短路故障测试。

3.3 精确定位方法

精确定位方法是在大致了解故障分类以及故障位置后，借助于更加复杂的仪器进行精准定位，主要是采用声波和电波实现精确定位，定位信号相对清晰，但是对于测试人员专业要求以及测试仪器的要求较高。精确定位方法通常包括声测法、跨步电压法、局部过热法，具体为：（1）声测法，将高压脉冲输入电缆内，高压脉冲使电缆故障位置产生回波信号，测试回波声音可以精确定位故障点位置，声测法应用简单，定位准确，具有广泛的应用，测试过程中需要借助于声音传感器，采用反复听侧的方式确定测试点，声波最大的位置即为电缆故障点。（2）跨步电压法，输入高压脉冲信号，故障位置出现喇叭形的点位分布，将电压表两头接在地上，故障位置电压表指针会出现摇摆的情况，该方法主要应用于10KV电缆绝缘破损的情况。（3）局部过热法，将高压脉冲输入电缆内产生击穿效果，电缆故障处会产生发热线线，通过接触可以确定电缆故障位置。

4 10KV电缆故障检测与定位流程

4.1 故障检测与定位流程

10KV电缆产生故障后，维修人员应当及时利用仪器与设备开展测试，选择合适的测试方法，尽快确定故障位置并解决，保障电缆线路的稳定运行。电缆故障现场检测与定位的流程如下：（1）确定故障类型，电缆线路故障发生后，对故障进行初步分析，分析电缆线长度、电缆接头的位置、电缆铺设方法以及电缆保护措施，利用欧兆表对故障线路进行绝缘测试，初步确定电缆故障类型，并且选用故障测试与定位方法。（2）测距，借助于测试方法明确故障位置到测试参考端的距离，通常采用脉冲法与电桥法定位电缆故障，脉冲法是明确距离的首选方法，担心电缆铺设的故障应该选用电桥法，通过确定故障点到参考点的距离，为后续的精确定位提供依据，能够减少寻找时间，降低维修成本。（3）精确定位，利用声测法、跨步电压法、局部过热法等方法开展精确定位，明确电缆线路故障的具体位置，为检修提供依据[4]。

4.2 实例分析

6月17号，某段10KV电缆线路出线电缆在运行中击穿，电缆不能运行。该段线路的木设备运行正常，但是甘物线经过I段动作时，开关跳闸，线路出线问题。经过分析，该段线路是由于某种原因产生的短路故障，经过查证发现甘物线出线电缆击穿爆炸并且影响B、C相。采用行波法對故障进行分析，确定线路故障与测试点的距离，并且采用声测法缩小故障范围。通过声测法的反复对比，发现电缆的故障位置为中间接头，故障原因为电缆敷设未按照要求施工。在分析事故原因后，更换故障的中间接头，并且开展电缆试验，电缆恢复正常。

4.3 电缆故障预防措施

为了确保电缆运行正常，需要构建电缆故障预防体系。首先需要规范电缆线路以及配件招标，确保选择的电缆线路以及配线能够满足需求，表明电缆的型号、电压等级等参数，而且交接合格，构建责任人制度，明确采购人员与施工人员责任。其次需要加强电缆施工管理，确保电缆敷设满足要求，选择喜欢也的施工团队。10KV电缆运行中，应该对电缆与性的温度、负荷等进行实时监测，做到早预防早检修。

结语

10KV电缆广泛应用于当前电网中，因为10KV电缆线路周围环境复杂、电缆处于高温高压环境中，运行过程中会出现多种故障。面对电缆故障，首先必须确定电缆故障类型、故障发生原因、确定电缆故障位置，在排除外力破坏因素后，及时处理电缆故障，确保电缆正常运行。

参考文献

[1] 国家电网公司. 电力电缆专业技术培训材料. 北京：中国电力出版社， 2009

[2] 邓瑞球 .10kV 电缆故障查找及定位技术探究 [J]. 电子世界 ，2014（18）：464-465.

[3] 艾占生.10kV 电力电缆接头安装图集. 北京：中国电力出版社， 2012

[4]李键伟.论压力容器无损检测技术的选择与应用[J].中国科技财富，2014（3）：11-13.