0kV高壓電力電纜以其維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于眾多城市的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中。高壓電纜一般埋在地下或鋪設(shè)在比較隱蔽的位置，這使得高壓電纜的故障查找變得不容易，因此我們必須找到一種可以快速、準(zhǔn)確地查找電纜故障點(diǎn)的方法來(lái)減少由于電纜故障停電給生產(chǎn)及生活帶來(lái)的損失及不便。本文首先對(duì)10kV高壓電纜故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，然后簡(jiǎn)單介紹高壓電纜故障查找診斷、粗測(cè)、精測(cè)三個(gè)步驟及各個(gè)步驟常用的儀器及查找方法，最后通過(guò)親身的工程實(shí)例總結(jié)出一些故障查找經(jīng)驗(yàn)。
高壓電力電纜是供電系統(tǒng)中重要的組成之一，一旦發(fā)生電纜故障就會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的斷電，給生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失，給生活帶來(lái)不便。隨著工業(yè)和社會(huì)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，電纜運(yùn)行時(shí)間太長(zhǎng)、絕緣層受到化學(xué)腐蝕、受潮、機(jī)械損傷等都會(huì)加速高壓電纜的老化，導(dǎo)致其發(fā)生故障。高壓電纜的隱蔽性給檢修帶來(lái)很大的難度，因此一方面要嚴(yán)格管理，防止其出現(xiàn)故障，制造廠(chǎng)家、電網(wǎng)設(shè)計(jì)單位、施工單位等要按照規(guī)范生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、施工；另一方面，出現(xiàn)故障也要積極找尋更好、更快的解決方法，供電單位要認(rèn)真分析高壓電纜故障發(fā)生原因，快速定位電纜故障點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行維修，盡量縮短故障修復(fù)時(shí)間，為用電單位挽回?fù)p失。
一、10kV高壓電纜故障發(fā)生原因分析
在我國(guó)電力電纜較普遍使用是上世紀(jì)60年代以后，等級(jí)有限，使用范圍較窄，當(dāng)時(shí)為解決電纜故障，科研人員研制生產(chǎn)出了以“沖閃法”為原理的電纜故障測(cè)試儀。絕大多數(shù)10kV高壓電纜在故障點(diǎn)處都有十分明顯的燒焦損壞現(xiàn)象。故障點(diǎn)在電力電纜外皮沒(méi)有留下痕跡的情況，十分罕見(jiàn)。
10kV高壓電纜故障發(fā)生的原因很多，總的來(lái)說(shuō)有以下幾種：（1）機(jī)械損傷：機(jī)械損傷大致包括接近電纜施工、安裝不小心破壞電纜、電纜附近發(fā)生地陷等給電纜造成的損傷，一般短期不會(huì)發(fā)生故障，以缺陷的形式存在；（2）過(guò)負(fù)荷運(yùn)行：夏季高壓電纜的故障率較高，就是因?yàn)橄募練鉁乇緛?lái)就高，電纜過(guò)負(fù)荷運(yùn)行溫度會(huì)更高，這就導(dǎo)致電纜薄弱處被擊穿進(jìn)而發(fā)生故障；（3）接頭故障：接頭主要有終端接頭和中間接頭兩種，其中中間頭故障是10kV高壓電纜的主要故障之一。
二、高壓電纜故障查找步驟及方法
1、電纜故障性質(zhì)診斷
電纜故障性質(zhì)診斷主要任務(wù)就是找出高壓電纜具體的故障類(lèi)型，確定其故障嚴(yán)重程度，這樣測(cè)試工作人員就可以有目的的選擇恰當(dāng)?shù)母邏弘娎|測(cè)試方法和定點(diǎn)方法。電纜故障大致包括接地、短路、斷線(xiàn)三種，其中接地故障又分為三芯電纜中有1芯線(xiàn)或者2芯線(xiàn)接地；短路故障又分為相間短路和三相短路；斷線(xiàn)故障又有1相斷線(xiàn)或多相斷線(xiàn)。10kV高壓電纜最常見(jiàn)的故障就是外力破壞和中間頭故障，外力破壞可以通過(guò)檢查故障電纜路徑看是否有外力破壞來(lái)排除，中間頭故障就必須利用儀器進(jìn)行分析。
2、電纜故障點(diǎn)的粗測(cè)距
故障類(lèi)型確定以后，測(cè)試人員就會(huì)根據(jù)故障類(lèi)型到高壓電纜的一端或者兩端進(jìn)行電纜故障測(cè)距。如果高壓電纜出現(xiàn)的是低電阻故障、斷線(xiàn)故障、短路故障的一種，就可以選擇采用低壓脈沖反射法進(jìn)行故障粗測(cè)距，即向高壓電纜中輸入一個(gè)低壓脈沖，當(dāng)脈沖傳播到故障點(diǎn)時(shí)發(fā)生反射，這樣就可以大概確定故障點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的距離；如果電纜故障是高阻接地故障，一般利用沖閃法進(jìn)行粗測(cè)距，即在故障相上加一個(gè)高壓脈沖將故障點(diǎn)擊穿，然后利用專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)從故障點(diǎn)返回的電流脈沖進(jìn)行分析最后得出故障點(diǎn)的大致位置，設(shè)備儀器應(yīng)在距離故障點(diǎn)較近的一端。二次脈沖法又叫弧反射法，方法是脈沖反射儀發(fā)出的低壓測(cè)試脈沖在不擊穿被測(cè)電纜故障的情況下得到一條參考波形；然后一沖擊高壓脈沖擊穿電纜故障點(diǎn)產(chǎn)生燃弧后，緊隨發(fā)出低壓測(cè)試脈沖，從而得到準(zhǔn)確的故障波形。比較兩條波形自動(dòng)疊加后的變化點(diǎn)既故障點(diǎn)。但是由于高壓擊穿故障點(diǎn)的燃弧時(shí)間短、不容易穩(wěn)定，往往會(huì)在高壓脈沖消失瞬間恢復(fù)其高阻狀態(tài)，致使緊隨發(fā)射的低壓脈沖不能擊穿故障高阻，無(wú)法得到故障波形，因此，不適合檢測(cè)高阻接地電纜故障。
音頻法主要用于低阻故障,測(cè)電纜開(kāi)路、斷路故障的定位,用音頻信號(hào)發(fā)生器發(fā)送音頻電流,電力電纜會(huì)發(fā)出電磁波,在電力電纜故障點(diǎn)附近的地面上用探頭(電感式線(xiàn)圈)沿被測(cè)電力電纜走向接受電磁場(chǎng)變化的信號(hào),將信號(hào)放大后送入耳機(jī),根據(jù)耳機(jī)中聲響的強(qiáng)弱判定出故障的位置,即是通過(guò)人的耳朵對(duì)聲音信號(hào)強(qiáng)弱的分辨來(lái)判斷故障點(diǎn)的位置,對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高,所以并不常用。
3、電纜故障點(diǎn)的精確定位
經(jīng)過(guò)故障性質(zhì)診斷和故障點(diǎn)粗測(cè)后可以大致確定故障點(diǎn)的位置，然后就需要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位，以便于維修人員順利地進(jìn)行故障修復(fù)。例如，如果是外力破壞，可以派運(yùn)行人員到電纜路徑查看是否有施工或開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)，此現(xiàn)場(chǎng)即為故障的精確位置；其他故障就必須通過(guò)放聲電測(cè)法等進(jìn)行故障點(diǎn)的精確查找。
三、工程實(shí)例及工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
1、工程實(shí)例
2009年1月23日凌晨，220kV長(zhǎng)安變電站的10kVF33新科線(xiàn)發(fā)生故障停電，圖 1為故障電纜的一次接線(xiàn)圖：
?。?）故障性質(zhì)診斷：從圖 1可以看出，該線(xiàn)路只有一根出線(xiàn)電纜，故障點(diǎn)肯定在出線(xiàn)電纜中。而10kV高壓電纜最常見(jiàn)的故障是外力破壞和中間頭故障，現(xiàn)場(chǎng)巡查負(fù)責(zé)人反映沿故障電纜路徑并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外力破壞的跡象，即可排除外力破壞故障，判定故障為中間頭故障。從開(kāi)關(guān)柜中拆出故障電纜的兩端，用2500kV的絕緣電阻表測(cè)量故障電纜的絕緣電阻，A相為3000MΩ、B相3200MΩ、C相0MΩ，接著用萬(wàn)用表測(cè)量出C相的阻值為1300Ω，由此可判斷故障為C相高阻接地。
?。?）故障粗測(cè)：高阻接地故障用沖閃法進(jìn)行查找，即在故障相上加一個(gè)高壓脈沖將故障點(diǎn)擊穿，然后用專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)故障點(diǎn)返回的電流脈沖分析得出故障點(diǎn)的大概位置。通過(guò)沖閃法測(cè)出故障點(diǎn)離加壓點(diǎn)的距離450m左右。
?。?）故障精測(cè)：粗測(cè)后，用聲波探測(cè)儀沿著故障電纜路徑對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位。由于故障電纜路徑的原始資料不全，我們?cè)?50m前聽(tīng)到的聲波較強(qiáng)，但是聲波大小區(qū)別不明顯，450m后聽(tīng)到的聲波較弱，并且只找到中間頭00001J01，沒(méi)找到中間頭00001J02，所以不能確定故障點(diǎn)的具體位置。于是又把沖閃儀器搬到故障另一端進(jìn)行加壓，繼續(xù)在450m范圍內(nèi)查找，這一次在400m之前聽(tīng)到的聲波非常微弱，于是把重點(diǎn)查找范圍定在450±30m，并派人鉆進(jìn)電纜溝摸著電纜查找，在450m附近的一個(gè)預(yù)度井中發(fā)現(xiàn)幾個(gè)中間頭，再對(duì)電纜加壓，明顯聽(tīng)到?jīng)_閃發(fā)出的聲波，故障點(diǎn)就在這里。我們把故障中間頭切除，再用絕緣電阻表測(cè)量切除后的兩根電纜，測(cè)量值均滿(mǎn)足要求。
2、高壓電纜故障查找的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
在利用沖擊放聲定點(diǎn)的時(shí)候，一定要保證故障點(diǎn)被完全擊穿，這樣才可以準(zhǔn)確測(cè)距和精確定位，同時(shí)還要正確選擇沖擊電壓的大小，一般小于或等于正常運(yùn)行電壓的3.5倍，10kV的高壓電纜加上去的沖擊電壓不應(yīng)超過(guò)35kV，如果還是擊穿不了就增加充電電容器的容量；利用沖閃法進(jìn)行故障點(diǎn)測(cè)量時(shí)如果從一端加壓后，從聲波探測(cè)儀分辨不出聲波的大小即不能確定故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，可以嘗試在另一端加壓再查找；高壓電纜的設(shè)計(jì)單位、運(yùn)營(yíng)單位應(yīng)該盡量完善并保存好高壓電纜的電纜路徑設(shè)計(jì)圖、中間接頭分布圖、線(xiàn)路電子地理分布圖等基礎(chǔ)資料，作為故障查找的依據(jù)，以提高故障查找效率。
10kV高壓電纜以其維護(hù)工作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、便于城市美化等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于許多城市的生活供電和生產(chǎn)供電。但是由于其鋪設(shè)位置具有隱蔽性，給故障的查找、定位帶來(lái)一定的難度。作為供電公司的電纜故障查找人員，要因地制宜，認(rèn)真研究學(xué)習(xí)高壓電纜故障發(fā)生的原因，熟練掌握10kV高壓電纜故障查找步驟及每一步的查找方法，在工作中積累經(jīng)驗(yàn)，力爭(zhēng)可以實(shí)現(xiàn)迅速、準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)；作為運(yùn)行部門(mén)要盡量完善高壓電纜的電纜路徑圖、中間接頭分布圖、線(xiàn)路電子地理分布圖等基礎(chǔ)資料，以提高故障查找效率。
