浅析10kV电力电缆故障的起因

浅析10kV电力电缆故障的起因

钱逸超

（国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000）

摘要：10kV电力电缆常见的故障大致可分为短路、断路以及接地三种类型，造成电缆故障的原因是多方面的，本文对此进行了详细的分析。

关键词：10kV；电力电缆；故障；起因

前言：电缆是指由导线绞合而成的绳索状物体，不同组别导线间彼此绝缘，并围绕中心部位扭成，外面覆盖有一层绝缘层。电缆可以分为电力电缆、信号电缆、船用电缆、计算机电缆等多种类型，10kV输电线路中的电缆属于电力电缆范畴。电力电缆的主要作用是电能和传输与分配，也是电力系统主干线中所必不可少重要部件。10kV输电线路是电力系统运行中一个十分常见的线路类型，但也常面临电缆故障等问题，对10kV电力电缆的故障原因进行分析，并有针对性地制定应对故障的行事步骤是十分重要的。

1电力电缆的基本情况

电力电缆的基本结构大致是相同的。从外到内依次为保护层、屏蔽层、绝缘层和线芯四部分。线芯是电力电缆中的导体部分，主要用于电力的传导，也是电力电缆中的主体部分；线芯之后是绝缘层，绝缘层的主要作用就是隔离电气，因为绝缘层的材质不具有导电性，故而它能够最大程度地保障电能不干扰、不散佚，较为安全地在人们设置好的地点间输送和传递，它同样是电力电缆中不可或缺的重要组成部分；接下来是屏蔽层，一般来说，超过15kV的电力电缆都会设置导体屏蔽层与绝缘屏蔽层，这是为了进一步的电能屏蔽；最后是保护层，保护层是为了保障电缆不受外界水分及其他杂质侵扰，免得外力对电力电缆造成损坏。按照电压等级，电力电缆可以分为低压、中低压、高压、超高压和特高压五种类型，目前国网宁津县供电公司所使用为10kV电力电缆属于中低压型，即是指可承受电压值在3kV至35kV之间的电力电缆。

210kV电力电缆故障

10KV电力电缆主要故障之一就是短路故障，10kv电力电缆短路故障可能有二种，第一种是线路瞬时性短路故障，第二种是线路永久性短路故障。现实生活常遇到的电缆线路故障以线路金属性短路故障为主，线路引跳线断线弧光短路故障，由于引起10KV电力电缆线路短路故障的因素很多，如外力破坏、运行维护不当、前期施工设计安装不当和设备主体故障等多种因素。还有一种比较常见的故障单相接地故障，10kV电力电缆小电流接地系统单相接地是10kV配电系统目前发生比较多的故障，常见于南方潮湿的阴雨天或大雾天导致树障等因素引起10KV配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线等故障问题发生。单相接地一般会产生谐振过电压问题，会影响变电站上的设备正常运行，发生最严重的影响是直接使变电站设备绝缘击穿烧坏变电站的某些设备，对电网安全事故大部分面积造成一定影响。所以在10kV电力电缆则需要考虑到单向接地故障，防止完全接地，如果发生完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。

310kV电力电缆故障的常见类型及原因

10kV电力电缆比较常见的故障包括如下类型：低电阻接地故障、高电阻接地故障、短路故障、断路故障、闪络故障以及复合型故障等。导致故障的原因可能包括如下类型：

3.1外护套穿孔导致故障

外护套穿孔指的是保护电缆不受自然水分及杂质等侵蚀的保护层在某一点失去防护作用，出现孔洞式损伤的情况。这种情况的主要原因应该包括机械外力造成的损伤以及电腐蚀和化学腐蚀等。比如机械损伤，主要是指电缆安装时造成的损害，可能是电缆安装人员不小心造成，也可能是没有按照技术要求进行安装。可能经过长期进一步侵蚀后此处保护层出现彻底破坏，从而使潮气得以侵入，电缆故障发生。电腐蚀则是指电缆埋设地附近有比较强的电场，会使电缆外皮腐蚀穿孔，从而对绝缘层造成破坏。化学腐蚀的情况一般发生在附近有酸碱作业或是煤气站散发苯蒸汽等条件下，电缆的铠装与铅包会出现长距离大面积的腐蚀。

3.2自然原因导致的电缆故障

自然原因导致的电缆故障一般可包括电缆变形、绝缘物流失以及闪络故障等。比如很典型的一种情况就是地面沉降，一般穿过铁路、道路和一些高大建筑的电缆容易因为这些区域的地面沉降出现变形、损坏等故障。主要是因为地面下沉后电缆在垂直方向的受力情况发生了改变，电缆外护套、铅包以及铠装等很容易发生破裂及折断，进行导致各种不同类型故障的发生。另一种自然状况就是地形的影响，比如地沟凹凸不平，电缆的高低落差比较悬殊，这就会导致处于电缆高处的绝缘油向着电缆低处运动，逐渐使高处的绝缘性下降，从而导致电缆出现故障。此外，铺设电缆时的气候条件也很重要，如果气候条件比较恶劣，往往容易导致接头部分的封装物中有水汽等杂质混入，造成闪络性故障等。此外，过负荷运行以及电缆本身质量问题也是导致10kV电力电缆发生故障的原因，比如电缆长期运行容易造成温度升高，加之夏天的气温较高，就很容易导致薄弱处及对接头等被击穿。

410kV电力电缆的故障处理步骤

电缆故障发生后，准确找到故障点是故障处理的重要环节，也是较复杂的环节之一，毕竟输电线路涉及到的铺设范围相当广泛。具体来说，发生故障后，应采取如下步骤进行处理：

4.1确定故障性质

电缆出现故障以后，要对故障点进行排查和寻找，以便进行后续处理工作。首先，要对故障的性质进行诊断，对故障类型及严重性进行判断。目前看来，电力电缆故障大致表现为接地、断线和短路，具体包括单相接地、相间短路、三相短路和断线故障。一般来说，可以依照经验等首先进行比较粗略的诊断。

4.2故障距离粗测

接下来要进行电缆故障的测距，比如用脉冲电流法以及低压脉冲反射等方法对故障距离进行测定。这个过程又叫做粗测，就是对故障发生点的具体位置进行粗略的测量和判断，依照电缆走向可以对故障大体方位进行判断，将其精确在一定范围中。一般来说，还可以在这个步骤之前确定电力电缆铺设范围中是否有施工等情况，有可能更方便地确定故障位置。

4.3故障距离精测

经过上个步骤的粗测以后，就可以进行故障定点了，也就是故障距离的精测。一般常采用放电声测等方法来对故障点进行精准定位。基本上到了精测环节后，找到故障点就比较容易了，此时应根据故障的具体类型尽快开展电力抢修工作，使得电力系统能够及时恢复运行。

5故障点粗测距离的常用方法

5.1阻抗法

阻抗法通过测量和计算故障点到测量端的阻抗，然后根据线路参数，列写求解故障点方程，求得故障距离，在实际的阻抗法故障测距中，一般都是应用电桥法来实现的。

5.2行波法

一般用于绝缘电阻在40Ω以下的低阻故障，在被测电缆上发射一脉冲电压，当发射脉冲在电缆线路上遇到故障点、电缆终端或对接头时，由于该处阻抗的改变，而产生向测试端运动的反射脉冲，利用仪器记录下发射脉冲与反射脉冲的时间差，从而找到故障点。

结束语：10kV电缆是电力电缆中较为常见的电缆类型，保障它的稳定运行是保障国家和人民用电需求的重要工作内容。对此，应对10kV电缆中容易出现的故障类型及原因进行充分的了解，并制定好有序的故障处理步骤，以便在故障发生后及时、准确地找到故障位置，并开展电力抢修工作，从而保障电力系统的安全运行。

参考文献：

[1]杨忠华.10kV电力电缆故障的起因诊断及处理分析[J].科技与企业，2014（02）：275.

[2]苟军.探讨城市10kV电力电缆故障类型及测寻方法[J].现代工业经济和信息化，2016，6（21）：71-72.

[3]祝雄年.10kV电力电缆故障检测与处理措施[J].电子技术与软件工程，2018（05）：245.

[4]区家辉.10kV电力电缆常见故障处理[J].云南电力技术，2008（04）：64-65.

[5]耿迎春.探究10kV电力电缆故障方法[J].电子制作，2016（14）：18.