蘇愛(ài)國(guó)，王富勇，謝家鎮(zhèn)，邱永濤

(1.石獅電力有限責(zé)任公司，福建 石獅362700;2.泉州市電力技能研究院，福建 泉州362000)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力電纜以其可靠性高、占地少和有利于美化城市等優(yōu)點(diǎn)，逐漸取代了架空線。電力電纜對(duì)敷設(shè)、制作、電纜附件質(zhì)量以及制作時(shí)的環(huán)境條件要求較高，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)疏忽，都會(huì)導(dǎo)致電纜故障。近年來(lái)，隨著市政工程的逐漸增加，不明地下電纜路徑走向的任意開(kāi)挖，造成電纜受外力破壞較為嚴(yán)重。

1 常見(jiàn)的電纜故障及處理措施

(1)開(kāi)路故障。電纜敷設(shè)于地下，單純的開(kāi)路故障并不常見(jiàn)，大部分都是帶有一定電阻接地的故障，可用低壓脈沖法粗測(cè)距離。對(duì)于經(jīng)電阻接地的開(kāi)路故障，可用脈沖電流法測(cè)距，較高接地電阻可用二次脈沖測(cè)距，定點(diǎn)常采用聲測(cè)法或聲磁同步法。

(2)短路故障或低阻故障。一般將接地電阻小于100Ω的故障稱為低阻故障，用低壓脈沖法測(cè)試時(shí)能清楚識(shí)別低阻反射波。這類故障定點(diǎn)時(shí)，由于故障點(diǎn)處的放電聲時(shí)有時(shí)無(wú)，可先采用聲測(cè)法或聲磁同步法，如果沒(méi)有放電聲，再考慮用音頻信號(hào)法。

(3)高阻故障。一般將接地電阻大于等于100 Ω的故障稱為高阻故障?？上扔玫蛪好}沖方式得出可疑故障波形，然后再用脈沖電流法進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)?shù)蛪好}沖法和脈沖電流法所得出的故障距離差不多時(shí)，則以低壓脈沖法所得距離定點(diǎn);如果相差較大，則以脈沖電流法所得距離定點(diǎn);兩者均可用聲磁同步法定點(diǎn)。

(4)閃絡(luò)性故障。此類故障用脈沖電流法的沖閃測(cè)距較好。

(5)電纜主絕緣的特殊故障。沿海地區(qū)由于海拔低，電纜敷設(shè)于地下長(zhǎng)期浸泡在水中，在接頭制作工藝不良、防水層被破壞等情況下，容易發(fā)生由于電纜大范圍進(jìn)水受潮導(dǎo)致耐壓試驗(yàn)不合格，如條件允許應(yīng)采用通流加熱法將水分去除，重新進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，但是如果試驗(yàn)不合格又造成電纜故障，在故障點(diǎn)處均為水分，則采用電橋法將故障點(diǎn)完全燒穿，再用脈沖電流法進(jìn)行定點(diǎn)。

2 典型的電纜故障和查找故障的方法

2.1 案例一:開(kāi)路故障

(1)故障線路情況。測(cè)試時(shí)間:2009年5月12日，電纜起點(diǎn):110 kV侖后變電站10 kV泵站線672開(kāi)關(guān)，電纜終點(diǎn):10 kV侖后泵站配電室侖后泵站主進(jìn)線901開(kāi)關(guān)，電纜型號(hào):YJV22-8.7/15-3×300，電纜長(zhǎng)度:約923 m。

(2)故障性質(zhì)測(cè)試。先用絕緣電阻表測(cè)量每相對(duì)地絕緣電阻，得出A相∞，B相0Ω，C相∞;再?gòu)淖冸娬径擞萌f(wàn)用表測(cè)量B相對(duì)地絕緣電阻為400 Ω，在侖后泵站端測(cè)量B相對(duì)地絕緣電阻為700Ω，兩次測(cè)量值不一樣，分析可能是斷相，經(jīng)過(guò)對(duì)B相連續(xù)性測(cè)試最終確定為B相斷相，所以此次故障確定為單相開(kāi)路并接地故障，選用低壓脈沖法測(cè)量電纜的故障距離。如圖1所示。

圖1 電纜敷設(shè)示意圖

(3)測(cè)試設(shè)備。德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧?、德?guó)賽巴T30E脈沖反射儀、德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀、上海思創(chuàng)絕緣電阻表、萬(wàn)用表。

(4)故障點(diǎn)定位過(guò)程。先在侖后泵站端測(cè)量，選擇電纜波速度為185 m/μs，用德國(guó)賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法在良好線芯A、C兩相之間測(cè)得電纜全長(zhǎng)約為923 m，如圖2 a，然后在A、B相間用低壓脈沖法測(cè)試，測(cè)得故障距離為329 m。再到變電站端，在A、B相間測(cè)試，得故障距離為597 m，如圖2 b，兩端測(cè)量結(jié)果相加基本符合總長(zhǎng)度。再用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧》瓷浞ㄔ谧冸娬径藢?duì)故障相B相進(jìn)行測(cè)試，得出故障距離為595 m左右，如圖2 c，由三種測(cè)試結(jié)果可知故障點(diǎn)在距變電站約595 m的地方。

圖2 電纜全長(zhǎng)波形及故障波形圖

根據(jù)故障距離，在該段前后均為直埋，用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧獙?duì)故障相施加脈沖電壓，配合德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀在故障段前后用聲磁同步法確定故障點(diǎn)后，安排人工開(kāi)挖故障段電纜，發(fā)現(xiàn)舊電纜接頭已經(jīng)完全燒壞，線芯外露。

2.2 案例二:高阻接地故障

(1)故障線路情況。測(cè)試時(shí)間:2012年9月3日，電纜起點(diǎn):10 kV新墩線#01甲桿，電纜終點(diǎn):東陽(yáng)拉鏈1－#1變，電纜型號(hào):YJV22－8.7/15－3×95，電纜長(zhǎng)度:約215 m。

(2)故障性質(zhì)測(cè)試。先用絕緣電阻表測(cè)量每相對(duì)地絕緣電阻，得出A相∞，B相5 kΩ，C相∞，由此可得出這條電纜線路為高阻接地故障。見(jiàn)圖3。

圖3 電纜敷設(shè)示意圖

(3)故障測(cè)試設(shè)備。德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧?、德?guó)賽巴T30E脈沖反射儀、德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀、上海思創(chuàng)絕緣電阻表、萬(wàn)用表。

(4)故障點(diǎn)定位。在10 kV新墩線#01甲桿，在A、C相之間用德國(guó)賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法測(cè)試，調(diào)整波速至185 m/μs，測(cè)得電纜全長(zhǎng)約為215 m，如圖4 a，再用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧》瓷浞y(cè)得故障點(diǎn)在離10 kV新墩線#01甲桿約98 m的地方，如圖4b，測(cè)試人員用皮尺測(cè)量故障段范圍，用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧獙?duì)故障相施加脈沖電壓使故障點(diǎn)放電，用德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀在故障段前后用聲磁同步法確定故障點(diǎn)后，再安排人工開(kāi)挖故障段水泥地面，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)為以往在開(kāi)挖道路時(shí)損傷的電纜主絕緣層，使電纜長(zhǎng)期帶隱患運(yùn)行，最終導(dǎo)致該點(diǎn)被擊穿。

圖4 電纜全長(zhǎng)波形及故障波形圖

2.3 電纜主絕緣的特殊故障

(1)故障線路情況。測(cè)試時(shí)間:2011年12月9日，電纜起點(diǎn):110 kV城西變10 kV百宏Ⅱ回，電纜終點(diǎn):10 kV百宏#1開(kāi)閉所備進(jìn)902開(kāi)關(guān)，電纜型號(hào):YJV22-8.7/15-3×300，電纜長(zhǎng)度:約2 700 m。

(2)故障性質(zhì)測(cè)試。對(duì)電纜進(jìn)行交接性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)B相試驗(yàn)電壓升至10 kV時(shí)，交流耐壓設(shè)備泄漏電流急劇上升，設(shè)備自動(dòng)跳閘，試驗(yàn)人員重新對(duì)其絕緣測(cè)試，得出耐壓前和耐壓后的絕緣電阻均為375 MΩ，再結(jié)合直流耐壓試驗(yàn)所得出的試驗(yàn)結(jié)果，確定該相存在高阻接地故障。如圖5所示。

圖5 電纜敷設(shè)示意圖

(3)故障測(cè)試設(shè)備。德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧?、德?guó)賽巴T30E脈沖反射儀、德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀、上海思創(chuàng)絕緣電阻表、萬(wàn)用表、高壓電橋LDM-105。

(4)故障點(diǎn)定位。在變電站端，在A、C相之間用德國(guó)賽巴T30E脈沖反射儀低壓脈沖法測(cè)試，調(diào)整波速至185 m/μs后，測(cè)得電纜全長(zhǎng)約為2 725 m，如圖6 a，試驗(yàn)人員用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧獙?duì)故障相施加脈沖電壓，由于故障點(diǎn)對(duì)地電阻較大，無(wú)法達(dá)到對(duì)地放電效果，所以不能用弧反射法及脈沖電流法測(cè)得故障距離。多次采用交流及直流耐壓試驗(yàn)欲使故障點(diǎn)擊穿，但效果不理想，試驗(yàn)后的故障相絕緣電阻約350 MΩ。

經(jīng)過(guò)調(diào)查分析，該電纜線路9個(gè)接頭內(nèi)部可能存在嚴(yán)重積水或潮氣，需將故障點(diǎn)對(duì)地電阻降至可放電程度，方可準(zhǔn)確測(cè)出故障點(diǎn)距離，電纜故障點(diǎn)無(wú)法形成有效放電時(shí)，可使用高壓電橋LDM-105。步驟是先將A、B相短接，在變電站端用高壓電橋測(cè)試，將高壓電橋電流調(diào)至最大值，持續(xù)運(yùn)行2 h，將故障點(diǎn)燒穿，對(duì)地絕緣電阻降至25 kΩ，使用德國(guó)賽巴SPG32高壓?jiǎn)卧獙?duì)故障相施加脈沖電壓，用弧反射法測(cè)得故障點(diǎn)在距變電站端312 m處，如圖6 b，再用德國(guó)賽巴T16精確定點(diǎn)儀確定故障點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)位于工井內(nèi)的一個(gè)中間接頭處。解剖接頭，在接頭銅連管壓接處兩端的主絕緣層表面有燒痕，分析得出主絕緣層表面的水分與地電位形成一條通路。

圖6 電纜全長(zhǎng)波形及故障波形圖

3 結(jié)束語(yǔ)

電力電纜故障查找對(duì)測(cè)試人員技術(shù)要求較高，查找過(guò)程中會(huì)不斷出現(xiàn)一些新的、復(fù)雜的情況，借助有效的設(shè)備、運(yùn)用相關(guān)原理分析解決新的問(wèn)題，為后續(xù)故障查找積累經(jīng)驗(yàn)。本文介紹電力電纜幾種常見(jiàn)故障的查找方法，為電纜安全、可靠運(yùn)行提供保障。

［1］Q/GDW 512—2010電力電纜線路運(yùn)行規(guī)程［S］.

［2］GB 50217—2007電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］李忠霞.高壓電纜故障識(shí)別一例［J］.農(nóng)村電氣化技術(shù)，2011(1):63-64.

［4］潘 威，陳忠文，屈少虹，等.10 kV電纜中間頭故障原因分析［J］.廣西電力，2012(1):71-72.