发展中城市 10kV电缆常见故障的分析及预防措施

发展中城市 10kV电缆常见故障的分析及预防措施

徐欢

惠州大亚湾供电局，广东惠州 516081

摘要：当前电力已经成为人们工作和生活中不可或缺的一部分，尤其在发展中城市，电力对其经济及综合实力发展起着重要作用。因此保证电力系统运行的安全性至关重要。电力电缆是电力系统中重要的组成部分，因此电力电缆的正常使用与人们可靠用电息息相关。从目前电力系统的运行情况来看，电力电缆虽然能够在很大程度上避免恶劣天气的直接影响电力系统运行的安全性，但不免会出现一些故障，从而阻碍了电力系统的正常运行。所以，采取合适的方法来对这些故障进行检测，并且及时采取合理有效的策略来预防这些故障成为电力电缆发展中应该广泛重视的问题。

关键词：10kV电缆；故障；预防

中图分类号：F241文献标识码：A

1 10kV电缆故障原因分析

1.1 10kV电缆配电过负载故障

发展中城市，由于用电负荷的激增，引起配电网的过度负载造成了电缆出现了故障，其原因可能是设备额定容量与安装地点的实际负荷不相匹配，在配电过程中造成变压器偏向运行，导致电缆过负荷运行，温度逐渐升高，这对绝缘层有着致命的伤害力。此外温度过热的同时，电缆中间头也会出现烧断的现象，在过电压的情况下，绝缘层存在着不可估量的隐患，不但影响电缆的使用寿命，而且造成严重的电缆短路现象。

1.2 机械外力损伤问题

10kV电缆在运行过程中受到机械的外力破坏是电缆故障中比较常见的一种问题，而且对电网的安全运行还会产生极大影响。首先，是施工等外力因素的破坏。在施工建设的过程中，存在比较多的不确定因素，可能会导致很多的意外和管理漏洞。施工过程中如未探清地下管道就盲目开挖，会直接对10kV电缆造成伤害。其次，自然现象的破坏。如地质灾害、地震等严重自然灾害所产生的巨大破坏力能够对电缆产生毁灭性的伤害，虽然灾害的发生并不经常，但是破坏力极强。再者，就是地基下沉的破坏。10kV电缆有时往往会穿越路面较宽的公路或者高大建筑物，地基负重过大，就会发生地基下沉的现象，转而产生垂直方向上的拉力破坏，造成10kV电缆的折断或者是其他问题的出现。

1.3 绝缘老化问题

10kV电缆一般都是埋在地下，这导致运维人员往往很难能够做到及时发现问题。经过长时间的过电压或过电流，在电热影响下，会导致电缆绝缘降低及绝缘材料消耗，最终使得10kV电缆绝缘老化。或是因为电缆中间头制作工艺粗糙导致的爬电，也会加速其绝缘老化，甚至导致击穿。尤其在温度较高的季节，如果电缆的选型不当，在大量热源的作用下，就会更容易导致10kV电缆绝缘老化，从而引发事故。

1.4 10kV电缆运行环境问题

首先，典型设计中规定，电缆沟内的10kV电缆应放置于电缆架上，便于识别和散热。但实际应用中，因电缆架质量差等因素，多数电缆都是直接堆积在电缆沟内，造成电缆运行环境散热不良好。其次，在发展中城市，因城市发展建设需要，部分施工单位为了赶工期，在敷设电缆过程中粗糙施工，导致少部分电缆可能会因为与地面摩擦造成表皮破损，从而造成电缆故障。或因折角过大，对电缆造成物理伤害，也会增大电缆故障机率。再者，部分电缆沟处于低洼地势，雨季会有积水现象，导致电缆长期泡水，这对电缆寿命也会产生一定的影响。

2 电力电缆故障的性质

对于电力电缆来说，其在使用的过程中出现故障的性质主要包括低阻故障、高阻故障、高阻泄漏故障、闪落性故障等。其中，低阻故障主要表现为绝缘电阻值过低，其极端的表现情况就是出现短路现象。高阻故障是与低阻故障相对应的一种电力电缆故障，主要是由于电力电缆的直流电阻过大引起的，对于高阻故障来说，有主要表现为断路故障、闪落性故障以及高阻泄露故障等方面。对于高阻泄漏故障来说，在对电力电缆进行高压绝缘测试的过程中，泄漏的电流与试验的电压呈正比，即随着试验电压的增大，泄漏的电流也会相应的增加。对于闪落性故障来说，在进行电力电缆电压测试的过程中，可以发现在电压上升的过程中，当电压上升值一定值时，会出现电流突然急剧上升的现象，当电压下降时，电流又会下降，但是此时电力电缆仍然会保持较大的阻值。

3 电力电缆故障检测的方法

3.1脉冲电流法

在当前电力系统运行的过程中，对于电力电缆的一个主要的检测方法就是脉冲电流法。对于脉冲电流法而言，其工作的主要原理就是将电力电缆发生故障的位置进行击穿，在击穿的过程中会产生一定的电流信号，通过对于该故障点电流的行波的测试以及击穿过程中的往返时间来对故障点的位置进行确定。当然，脉冲电流法在使用的过程中存在一定的局限性，其中一个主要的故障就是其脉冲电流的波形产生是用互感器进行的，这就导致电流波形复杂，从而使得故障点位置的确定复杂度上升。因此，在对电力电缆进行故障点位置确定的过程中，要根据电力电缆的实际情况来确定是否采用脉冲电流法。

3.2局部放电监测法

该项技术方法在实践工作中比较常用，它是借助于电缆绝缘体上微孔进行信号放电，由此较为顺利地对10kV电缆实行相应监测诊断。在实施故障检测时，主要通过放电信号外监测绝缘介质与频率变化情况，超过300 kHz的高频信号，能够借助于电缆外屏蔽接地处高频电流互感器耦合。监测电缆线则借助于超声波传感器局部放电，而电缆运作时声信号传输较为缓慢，外部电磁信号噪声小。总的来说，该项技术方法在实践中应用较为便利。

3.3低压脉冲检测法

低压脉冲检测法也是电力系统中电力电缆系统故障检测的一个重要方法。低压脉冲检测法的主要工作原理是将低压脉冲注入到电缆的故障中。对于电力电缆来说，其发生故障的位置是阻抗不匹配的位置，所以说，当将低压脉冲注入到电缆时，在故障点会产生相应的反射脉冲，因此，通过对反射脉冲和发射脉冲之间的时间差进行测量，加上以脉冲的传播速度为先验条件，能够较精确的计算出故障点的位置。因此，低压脉冲检测法也是一种重要的电力系统中电力电缆系统故障检测的方法。

3.4接地电流检测方法

在发生铰链现象时，试验人员可以利用接地电流检测方法，加强对10kV电力电缆内部保护层的保护，而所谓的铰链现象是指，在单芯电缆中的金属护层和线芯发生了磁力反应。要想从根本上解决这一问题，最直接有效的方法就是接地电流检测方法，通过接地电流进行实时监督和管理，既能帮助工作人员监测到有效信息，又可以根据电流数值变化，判断故障发生位置和种类，进而制定出最为合理的应对策略，最大化减少电力企业成本。

4 10kV电缆故障预防措施

4.1提高电缆生产制造的质量，加强质量监督工作

结合具体的工程情况，行业及企业共同建立与10kV电缆及其附件等相关技术标准和规范制度，保证10kV电缆本身具有较高的产品质量。如果在制造过程中发现了生产技术或者生产工艺的问题，及时与厂家沟通反馈，进行及时整改，直到满足建设单位的相关技术规范要求为止。而生产厂家也需要对生产的10kV电缆产品采取抽样检测，确保出厂的10kV电缆能够具有较高的质量水平。此外，在出厂前厂家需要加强试验和检验工作，杜绝不合格的10kV电缆产品出现在市场上。

4.2考虑各种因素进行配电施工，减轻绝缘老化问题

首先，根据不同的现场要采取不同的敷设方法，在地形地质允许或者电缆数量超过6根的情况下，采用电缆沟埋的方式。如果是直接埋地敷设，就需要保证有1米左右的深度并在表面敷设一层10厘米左右的细沙，还需要有相应的标志桩。其次，对外护套加强密封。不管10kV电缆是在敷设还是运输的过程中发生了故障，都必须及时修复，避免使电缆进水。破损较小的外护套可以用防水胶带进行密封。此外，根据敷设的地质情况，也可以进行额外的胶带密封，确保不会受潮腐烂。再者，在制作电缆中间头时，半导电层切口要整齐，不得有尖角，切口处不能有刀痕，要保证管与端子压接表面的平滑。同时，剥除半导体屏蔽层时要用电缆清洁纸擦拭绝缘层和铜屏蔽。套电缆中间头主体后两端应用防水胶带缠绕密封，防止水渗入电缆中间接头，导致电缆中间接头导体部分对外屏蔽层放电击穿电缆接头绝缘层。

结束语

10kV电缆的故障是多方面、多层次的，在对这些故障进行处理时，一定要具体问题具体分析，同时对于10kV电缆的施工人员也需要进一步的加强培训，提升技能及施工质量。无论是理论还是实践，都要加强创新，加强探索，从多方面入手来定制合理、科学的预防和解决措施。

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