電纜線路檢測
10kv電纜故障分析
發(fā)布日期：2019-06-03 點(diǎn)擊：6104次
一、10kV電力電纜故障產(chǎn)生的原因
(1)電力電纜產(chǎn)生故障的原因
①機(jī)械損傷。機(jī)械損傷引起的電纜事故占電纜事故很大的比例，如：1)直接受外力損傷，這方面的損壞主要有施工和交通運(yùn)輸所造成的損壞；2)安裝時的損傷，在安裝時碰傷、拉傷電纜或者因彎曲過度而損傷電纜；3)自然力造成的損壞，中間接頭和終端接頭受自然拉力和內(nèi)部絕緣膠膨脹的作用所造成的電纜護(hù)套裂損等。
②絕緣受潮。中間接頭或終端頭結(jié)構(gòu)不密封或安裝不良而造成絕緣受潮。電纜制造不良在金屬護(hù)套上留有小孔和裂縫等缺陷或金屬護(hù)套被外物刺傷也會使電纜受潮。
③過熱。電纜絕緣內(nèi)部氣隙游離造成局部過熱而使絕緣炭化以及電纜過負(fù)荷都會產(chǎn)生過熱。安裝于電纜密集地區(qū)或電纜溝以及電纜隧道等通風(fēng)不良處的電纜，還有穿行在干燥管中的電纜以及電纜與熱力管道接近的部分等，都會造成電纜過熱從而使絕緣加速損壞。
④過電壓。過電壓主要是指大氣過電壓(雷擊)和電纜內(nèi)部過電壓。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，許多戶外終端頭的故障是由大氣過電壓引起的。
⑤設(shè)計和安裝的問題。中間接頭和終端頭的防水設(shè)計不周密，選用的材料不當(dāng)，電場分布的考慮不周，工藝要求不嚴(yán)密，機(jī)械強(qiáng)度的裕度不夠等是設(shè)計中常見的問題。拙劣的接頭與不按技術(shù)要求敷設(shè)電纜或者在潮濕的氣候條件下作接頭，使接頭混入水氣也是形成電纜故障的重要原因。
(2)電力電纜故障的類型
①按故障現(xiàn)象，可分為開放性故障和封閉性故障。
②按接地現(xiàn)象，分為開路故障、相間故障、單相接地、多相接地混合型故障等。其中，常見的是單相接地和多相接地故障。
③按故障絕緣電阻的大小，可分為開路故障、低阻故障和高阻故障3種類型：a.開路故障。若電纜相間或相對地絕緣電阻達(dá)到所要求的規(guī)范值，但工作電壓不能傳輸?shù)浇K端；或雖終端有電壓，負(fù)載能力較差。斷線故障即為開路故障的特例。B.低阻故障。電纜相間或相對地絕緣受損，其絕緣電阻小到能用低壓脈沖法測量的一類故障。當(dāng)故障點(diǎn)對地電阻為零時，即為短路故障。C.高阻故障。電纜相間或相對地絕緣損壞，其絕緣電阻較大，不能用低壓脈沖法測量的一類故障，它是相對于低阻故障而言的。包括泄露性高阻故障和閃絡(luò)性高阻故障2 種類型。
二、10kV電力電纜故障點(diǎn)的現(xiàn)場查找
(1)故障點(diǎn)查找的步驟
電力電纜故障點(diǎn)查找一般要經(jīng)過查看故障電纜基本情況、故障性質(zhì)診斷、故障測距、精確定點(diǎn)和誤差分析5個步驟。如圖1所示。其中難點(diǎn)在故障粗測，只要粗測做好了，就能迅速地查找到故障點(diǎn)的位置。
①查看故障電纜基本情況：電纜基本情況是指完善的電纜資料，包括長度、路徑走向、接頭位置、電纜出廠資料等。這些電纜資料的完整齊全能使故障點(diǎn)查找事半功倍。
②故障性質(zhì)診斷：通過測量電纜的導(dǎo)電性能和絕緣性能來了解故障電纜的有關(guān)情況，初步確定故障的性質(zhì)，從而選擇適當(dāng)?shù)臏y試方法對電纜故障進(jìn)行具體的診斷。
③粗測距離：在故障電纜芯線上施加測試信號或者在線測量、分析故障信息，初步確定故障的距離，為精確定點(diǎn)提供足夠精確的信息。這是電纜故障測試過程中最重要的一步。
④精確定點(diǎn)：在粗測距離的基礎(chǔ)上，精確地查找故障點(diǎn)所在實(shí)際位置，以便于立即進(jìn)行檢修。精測定點(diǎn)方法主要有聲測定點(diǎn)法、感應(yīng)定點(diǎn)法、時差定點(diǎn)法以及同步定點(diǎn)法等。
⑤誤差分析：由于電纜的運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，且可能存在電纜對接頭較多、運(yùn)行時間較長等特點(diǎn)，一次定位可能存在誤差，要注意是否有假信號的竄入。因此，可能需要多次定位才能測出故障點(diǎn)，總結(jié)查找過程中的誤差，也有利于提高以后的查找水平和速度。
(2)故障點(diǎn)粗測距離的常用方法
①阻抗法
阻抗法通過測量和計算故障點(diǎn)到測量端的阻抗，然后根據(jù)線路參數(shù)，列寫求解故障點(diǎn)方程，求得故障距離。該方法多以線路的集中參數(shù)建立模型，原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的阻抗法故障測距中，一般都是應(yīng)用電橋法來實(shí)現(xiàn)的。電橋法的優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，精度較高，但其適用范圍小，一般的高阻和閃絡(luò)性故障，由于故障電阻很大，電橋電流很小，測距效果很不理想。
②行波法
行波測距法，就是確定行波傳播速度后，通過測量行波的傳播時間來確定故障位置。總的來說，行波離線測距法有4 類：
a.低壓脈沖反射法
一般用于絕緣電阻在40Ω以下的低阻故障，在被測電纜上發(fā)射一脈沖電壓，當(dāng)發(fā)射脈沖在電纜線路上遇到故障點(diǎn)、電纜終端或?qū)宇^時，由于該處阻抗的改變，而產(chǎn)生向測試端運(yùn)動的反射脈沖，利用儀器記錄下發(fā)射脈沖與反射脈沖的時間差，從而找到故障點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是簡單、直觀，不需要詳細(xì)的電纜原始資料，還可以根據(jù)反射脈沖的極性分辨故障類型；缺點(diǎn)是不能用于測量高阻及泄露性和閃絡(luò)性故障。
b.脈沖電壓法
又稱為閃測法，利用直流高壓或脈沖高壓信號擊穿電纜故障點(diǎn)，即發(fā)生閃絡(luò)放電，由放電電壓脈沖在觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間往返一次的時間來測距，適用于高阻和閃絡(luò)故障。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不必把高阻或閃絡(luò)性故障永久性燒穿，利用故障擊穿產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，測試速度快、誤差小、操作簡單等；缺點(diǎn)是安全性差，易發(fā)生高壓信號竄入。
c.脈沖電流法
采用線性電流耦合器采集電纜中的電流行波信號，將電纜故障點(diǎn)用高電壓擊穿，使用儀器采集并記錄下故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波信號，通過分析判斷電流行波信號在測量端與故障點(diǎn)往返一次所需時間來計算故障距離。與脈沖電壓法比較，脈沖電流法使用線性電流耦合器，與高壓回路無直接電氣連接，安全性更好，應(yīng)用更為廣泛。
d.二(多)次脈沖法
其原理是首先對故障電纜發(fā)射一個低壓脈沖，脈沖在高阻的故障點(diǎn)由于特性阻抗變化不大，不會產(chǎn)生反射。脈沖在另一側(cè)終端被反射回來后，儀器將這個“完好”波形存儲起來。然后對故障點(diǎn)電纜發(fā)射一個高壓脈沖，故障點(diǎn)被擊穿，擊穿瞬間變成低阻故障，此時儀器觸發(fā)一個低壓脈沖，低壓脈沖在被擊穿的故障點(diǎn)處被反射回來。儀器把兩次低壓脈沖的波形疊加起來，分叉點(diǎn)的位置就是故障點(diǎn)的位置。
