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[摘 要]在介绍电力电缆故障产生的主要原因及故障分类形式的基础上，指出电力电缆故障主要表现为低阻故障、高阻故障和闪络性故障。提出电缆故障的预防措施。
[关键词]10kV 电力电缆 故障点 预防
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0077-01
作为城市供配电系统的重要组成部分，10kV配电网络涉及面广；影响面大，是重要的公用基础设施，直接关系到工农业生产；市政建设及广大人民生活等安全可靠供电的需要。随着城市建设的迅速发展，电力电缆在供电系统中的应用越来越广泛，电缆数量逐步增多，电缆故障对供电可靠性的影响增大，因而迅速准确地探测故障的位置对及时恢复供电有着重要的意义。但是由于电缆线路的隐蔽性、个别电缆资料的不完善以及测试设备的局限性，使电缆故障查找非常困难。所以减少和避免电缆故障的发生是电缆施工、运行的目标。
1.电力电缆故障产生的原因及类型
1.1 电力电缆产生故障的原因
引起电缆故障的原因是多方面的，其原因大致有以下几种：
（1）电缆材料本身和电缆制造、敷设、终端制作等过程中不可避免存在的缺陷；受运行中的电、热、化学、环境等因素影响，电缆的绝缘会发生不同程度的老化，而这种老化最终会导致电缆故障的发生。
（2）油纸电缆高落差敷设，上部绝缘油往低处流，使高处绝缘强度降低。
（3）受地下污水、化学物质腐蚀，引起电缆护套、铅包、铠装的锈蚀，导致故障的发生。
（4）机械损伤。由于在电缆线路上进行挖掘、堆放重物，损伤电缆外皮或金属铠装，使绝缘损伤导致外力破坏故障。
（5）电缆长期过负荷运行，电缆温升过高使绝缘加速老化。
1.2 电力电缆故障的类型
（1）按故障现象，可分为开放性故障和封闭性故障’
（2）按接地现象，分为开路故障、相间故障、单相接地、多相接地混合型故障等。其中，常见的是单相接地和多相接地故障。
（3）按故障绝缘电阻的大小，可分为开路故障#低阻故障和高阻故障3种类型：1）开路故障。若电缆相间或相对地绝缘电阻达到所要求的规范值，但工作电压不能传输到终端；或虽终端有电压，但负载能力较差，断线故障即为开路故障的特例。2）低阻故障。电缆相间或相对地绝缘受损，其绝缘电阻小到能用低压脉冲法测量的一类故障。当故障点对地电阻为零时，即为短路故障。3）高阻故障。电缆相间或相对地绝缘损坏，其绝缘电阻较大，不能用低压脉冲法测量的一类故障，它是相对于低阻故障而言的。包括泄露性高阻故障和闪络性高阻故障2种类型。
2.电力电缆故障的测试方法对比分析
目前，国内外关于电力电缆故障测试有多种不同的方法，其测试步骤基本一致，即：首先进行故障诊断，然后根据诊断结果进行故障预定位，最后进行故障定点（精确定位）。
到了90年代，发明了二次脉冲法测试技术：因为低压脉冲准确易用，结合直流高压源发射冲击闪络电压，在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲，此脉冲在故障点闪络处（电弧的电阻值很低）发生短路反射，并将波形记忆在仪器中，电弧熄灭后，复发一正常的低压测量脉冲到电缆中，此低压脉冲在故障处（高阻）没有击穿产生通路，直接到达电缆末端，并在电缆末端发生开路反射，将两次低压脉冲波形进行对比，较容易判断故障点（击穿点）位置。到了90年代末，在二次脉冲的基础上又发明了三次脉冲法测试技术，它们的原理基本相同，不同的是三次脉冲用最高达32kV的高压击穿故障点，在故障点产生放电电弧。同时触发高能中压（4kV或8kV）脉冲来稳定和延长燃弧至50ms左右，随之发射200V或1000V的低压脉冲，从而得到准确的故障波形，完成预定位，得到故障点充分击穿短路时的电缆波形（见图2）。仪器可自动匹配，自动判断和计算出故障点距离。三次脉冲法使电缆高阻故障测试变得十分简单，探测波形更清晰，易于判断，成为目前最先进的测试方法。
3.防止电缆故障的措施
3.1 加强电缆巡视，防止电缆线路的外力破坏
（1）电缆线路本身的事故很大一部分是由于外力机械损伤而造成的。为了防止电缆线路的外力破坏，必须重视电缆线路的巡视工作。制定相应的巡视制度，确定巡视周期。
（2）当电缆线路周围将有道路施工、建筑物开挖等工程时，应要求施工单位到供电部门进行管线调查，供电部门亦应向土建施工单位对已有电缆线路进行交底，如电缆的埋深、敷设方式、电缆条数等，使施工单位在制定施工方案的同时制定电缆线路的保护措施。建设单位的野蛮施工对电缆的损伤往往是严重的，这也是电缆外力破坏的主要原因。如2002年5月，常州某煤气管管沟开挖，因事前有关单位未向施工人员进行与电缆有关管线的交底，致使民工在开挖过程中将挖到的有混凝土包封的电缆管线当做混凝土障碍，将钢钎穿破混凝土保护层直至电缆铠装层而引起电缆单相接地故障。
（3）选择适当的电缆敷设方式是防止电缆受到外力破坏的又一措施。随着城市现代化进程的推进，许多城市都在强调管线入地，特别在新建的新村居民住宅小区，电缆使用率几乎是100%。新村中各种管线繁多（约有9种），如何选择适当的敷设方式，来避免外力破坏的发生是至关重要的。
3.2 选择合适的电缆类型
油纸绝缘电缆的制造技术比较成熟，成本低、工作寿命长、结构简单、制造方便，但绝缘油容易流淌，在高落差敷设时，绝缘内的绝缘油由高处流向低处，使高处的电缆绝缘干枯，造成绝缘强度降低，低处由于油压增加，发生铅包龟裂引起故障。交联聚乙烯（XLPE）电缆不仅允许温升比油纸绝缘电缆的高，其工作允许场强也比油纸绝缘电缆的高，而且其敷设不受高落差限制。相同截面的电缆，交联聚乙烯电缆要比油纸绝缘电缆的允许长期载流量高出一挡。 3.3 选择电缆通道应避免因腐蚀引起电缆故障
电缆的周围环境不良，附近土壤中含有酸、碱溶液，氯化物等化学物质，会使电缆受到腐蚀。邻近化工厂地区因地下水的污染，也会使电缆产生化学腐蚀，所以在选择电缆通道时，应详细调查或询问有关的地质污染情况，特别在化工区，电缆通道选择应慎重并采取有效的防污染措施。
3.4 设置完善的电缆标识，减少电缆意外损伤
电缆工程施工结束后应在电缆通道上设置电缆标志牌或桩，使进行电缆巡视的运行人员能方便地识别电缆通道，容易发现电缆通道及周围地形的变化、开挖情况，也便于其他单位在通道周围进行开挖施工时能清楚的看清电缆的大致位置，以避免挖到电缆引起意外损坏，引发电缆故障。电缆工程完工后，应绘制与实际情况相符的竣工图，图上应详细绘出电缆的准确走向并将电缆的标示桩、牌的实际位置准确标在竣工图上，电缆运行人员在进行电缆的日常巡视时，要巡视电缆标志桩、牌的完好齐全情况，如有缺损及时补好、补齐，使电缆的通道始终能清楚可见，以避免因电缆走道的不清而引起的意外损坏。
3.5 监视负荷电流，预防过负荷产生绝缘击穿
电力电缆运行规程规定，电缆线路原则上不允许过负荷运行。超负荷运行，由于电缆温升的增加，加快了电缆绝缘的老化，使电缆的寿命大大降低，运行中使电缆绝缘薄弱处（如接头）发生击穿事故。所以根据电缆敷设方式、运行条件、环境温度、并列条数对电缆的长期允许载流量进行校核并作出规定，运行中依据所定的规定值对电缆载流量进行测量监视，在负荷高峰期应用红外线测温仪对电缆的节点测温，防止电缆温度过高、过热，及时掌握电缆的运行情况，以避免发生电缆长期过负荷运行造成的电缆故障。
3.6 加强技术培训，提高电缆施工和运行质量
电缆工程施工质量的好坏、运行方式的妥当与否，直接关系到电缆线路能否长期安全的运行。应加强对电缆施工、运行人员技术培训，提高他们的技术水平，以提高电缆的施工、运行质量。同时在制定电缆现场运规中作一些规定，如严禁在雨天、湿度比较大、尘土飞扬、气候条件恶劣的时候进行电缆终端、接头的施工，以避免电缆施工不良引发的电缆故障。
3.7 加强电缆绝缘监督，尽早发现电缆潜在的闪络性故障
电缆的闪络性故障大多在进行预防性试验时发生。所以定期进行电缆的预防性试验，加强电缆绝缘监督，就能在预防性试验中发现故障，从而减少电缆在运行中发生故障。
[关键词]10kV 电力电缆 故障点 预防
中图分类号：TK223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0077-01
作为城市供配电系统的重要组成部分，10kV配电网络涉及面广；影响面大，是重要的公用基础设施，直接关系到工农业生产；市政建设及广大人民生活等安全可靠供电的需要。随着城市建设的迅速发展，电力电缆在供电系统中的应用越来越广泛，电缆数量逐步增多，电缆故障对供电可靠性的影响增大，因而迅速准确地探测故障的位置对及时恢复供电有着重要的意义。但是由于电缆线路的隐蔽性、个别电缆资料的不完善以及测试设备的局限性，使电缆故障查找非常困难。所以减少和避免电缆故障的发生是电缆施工、运行的目标。
1.电力电缆故障产生的原因及类型
1.1 电力电缆产生故障的原因
引起电缆故障的原因是多方面的，其原因大致有以下几种：
（1）电缆材料本身和电缆制造、敷设、终端制作等过程中不可避免存在的缺陷；受运行中的电、热、化学、环境等因素影响，电缆的绝缘会发生不同程度的老化，而这种老化最终会导致电缆故障的发生。
（2）油纸电缆高落差敷设，上部绝缘油往低处流，使高处绝缘强度降低。
（3）受地下污水、化学物质腐蚀，引起电缆护套、铅包、铠装的锈蚀，导致故障的发生。
（4）机械损伤。由于在电缆线路上进行挖掘、堆放重物，损伤电缆外皮或金属铠装，使绝缘损伤导致外力破坏故障。
（5）电缆长期过负荷运行，电缆温升过高使绝缘加速老化。
1.2 电力电缆故障的类型
（1）按故障现象，可分为开放性故障和封闭性故障’
（2）按接地现象，分为开路故障、相间故障、单相接地、多相接地混合型故障等。其中，常见的是单相接地和多相接地故障。
（3）按故障绝缘电阻的大小，可分为开路故障#低阻故障和高阻故障3种类型：1）开路故障。若电缆相间或相对地绝缘电阻达到所要求的规范值，但工作电压不能传输到终端；或虽终端有电压，但负载能力较差，断线故障即为开路故障的特例。2）低阻故障。电缆相间或相对地绝缘受损，其绝缘电阻小到能用低压脉冲法测量的一类故障。当故障点对地电阻为零时，即为短路故障。3）高阻故障。电缆相间或相对地绝缘损坏，其绝缘电阻较大，不能用低压脉冲法测量的一类故障，它是相对于低阻故障而言的。包括泄露性高阻故障和闪络性高阻故障2种类型。
2.电力电缆故障的测试方法对比分析
目前，国内外关于电力电缆故障测试有多种不同的方法，其测试步骤基本一致，即：首先进行故障诊断，然后根据诊断结果进行故障预定位，最后进行故障定点（精确定位）。
到了90年代，发明了二次脉冲法测试技术：因为低压脉冲准确易用，结合直流高压源发射冲击闪络电压，在故障点起弧的瞬间通过内部装置触发发射一低压脉冲，此脉冲在故障点闪络处（电弧的电阻值很低）发生短路反射，并将波形记忆在仪器中，电弧熄灭后，复发一正常的低压测量脉冲到电缆中，此低压脉冲在故障处（高阻）没有击穿产生通路，直接到达电缆末端，并在电缆末端发生开路反射，将两次低压脉冲波形进行对比，较容易判断故障点（击穿点）位置。到了90年代末，在二次脉冲的基础上又发明了三次脉冲法测试技术，它们的原理基本相同，不同的是三次脉冲用最高达32kV的高压击穿故障点，在故障点产生放电电弧。同时触发高能中压（4kV或8kV）脉冲来稳定和延长燃弧至50ms左右，随之发射200V或1000V的低压脉冲，从而得到准确的故障波形，完成预定位，得到故障点充分击穿短路时的电缆波形（见图2）。仪器可自动匹配，自动判断和计算出故障点距离。三次脉冲法使电缆高阻故障测试变得十分简单，探测波形更清晰，易于判断，成为目前最先进的测试方法。
3.防止电缆故障的措施
3.1 加强电缆巡视，防止电缆线路的外力破坏
（1）电缆线路本身的事故很大一部分是由于外力机械损伤而造成的。为了防止电缆线路的外力破坏，必须重视电缆线路的巡视工作。制定相应的巡视制度，确定巡视周期。
（2）当电缆线路周围将有道路施工、建筑物开挖等工程时，应要求施工单位到供电部门进行管线调查，供电部门亦应向土建施工单位对已有电缆线路进行交底，如电缆的埋深、敷设方式、电缆条数等，使施工单位在制定施工方案的同时制定电缆线路的保护措施。建设单位的野蛮施工对电缆的损伤往往是严重的，这也是电缆外力破坏的主要原因。如2002年5月，常州某煤气管管沟开挖，因事前有关单位未向施工人员进行与电缆有关管线的交底，致使民工在开挖过程中将挖到的有混凝土包封的电缆管线当做混凝土障碍，将钢钎穿破混凝土保护层直至电缆铠装层而引起电缆单相接地故障。
（3）选择适当的电缆敷设方式是防止电缆受到外力破坏的又一措施。随着城市现代化进程的推进，许多城市都在强调管线入地，特别在新建的新村居民住宅小区，电缆使用率几乎是100%。新村中各种管线繁多（约有9种），如何选择适当的敷设方式，来避免外力破坏的发生是至关重要的。
3.2 选择合适的电缆类型
油纸绝缘电缆的制造技术比较成熟，成本低、工作寿命长、结构简单、制造方便，但绝缘油容易流淌，在高落差敷设时，绝缘内的绝缘油由高处流向低处，使高处的电缆绝缘干枯，造成绝缘强度降低，低处由于油压增加，发生铅包龟裂引起故障。交联聚乙烯（XLPE）电缆不仅允许温升比油纸绝缘电缆的高，其工作允许场强也比油纸绝缘电缆的高，而且其敷设不受高落差限制。相同截面的电缆，交联聚乙烯电缆要比油纸绝缘电缆的允许长期载流量高出一挡。 3.3 选择电缆通道应避免因腐蚀引起电缆故障
电缆的周围环境不良，附近土壤中含有酸、碱溶液，氯化物等化学物质，会使电缆受到腐蚀。邻近化工厂地区因地下水的污染，也会使电缆产生化学腐蚀，所以在选择电缆通道时，应详细调查或询问有关的地质污染情况，特别在化工区，电缆通道选择应慎重并采取有效的防污染措施。
3.4 设置完善的电缆标识，减少电缆意外损伤
电缆工程施工结束后应在电缆通道上设置电缆标志牌或桩，使进行电缆巡视的运行人员能方便地识别电缆通道，容易发现电缆通道及周围地形的变化、开挖情况，也便于其他单位在通道周围进行开挖施工时能清楚的看清电缆的大致位置，以避免挖到电缆引起意外损坏，引发电缆故障。电缆工程完工后，应绘制与实际情况相符的竣工图，图上应详细绘出电缆的准确走向并将电缆的标示桩、牌的实际位置准确标在竣工图上，电缆运行人员在进行电缆的日常巡视时，要巡视电缆标志桩、牌的完好齐全情况，如有缺损及时补好、补齐，使电缆的通道始终能清楚可见，以避免因电缆走道的不清而引起的意外损坏。
3.5 监视负荷电流，预防过负荷产生绝缘击穿
电力电缆运行规程规定，电缆线路原则上不允许过负荷运行。超负荷运行，由于电缆温升的增加，加快了电缆绝缘的老化，使电缆的寿命大大降低，运行中使电缆绝缘薄弱处（如接头）发生击穿事故。所以根据电缆敷设方式、运行条件、环境温度、并列条数对电缆的长期允许载流量进行校核并作出规定，运行中依据所定的规定值对电缆载流量进行测量监视，在负荷高峰期应用红外线测温仪对电缆的节点测温，防止电缆温度过高、过热，及时掌握电缆的运行情况，以避免发生电缆长期过负荷运行造成的电缆故障。
3.6 加强技术培训，提高电缆施工和运行质量
电缆工程施工质量的好坏、运行方式的妥当与否，直接关系到电缆线路能否长期安全的运行。应加强对电缆施工、运行人员技术培训，提高他们的技术水平，以提高电缆的施工、运行质量。同时在制定电缆现场运规中作一些规定，如严禁在雨天、湿度比较大、尘土飞扬、气候条件恶劣的时候进行电缆终端、接头的施工，以避免电缆施工不良引发的电缆故障。
3.7 加强电缆绝缘监督，尽早发现电缆潜在的闪络性故障
电缆的闪络性故障大多在进行预防性试验时发生。所以定期进行电缆的预防性试验，加强电缆绝缘监督，就能在预防性试验中发现故障，从而减少电缆在运行中发生故障。