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[摘 要]10kV配电网线路直接接入用户端，对保证电力用户供电有着极为重要的意义。近年来，随着国家建设智能电网、加快配电网建设和改造力度的不断加快，10kV配电网的电缆线路不断增多，电缆故障也时有发生，本文结合作者自身工作实践，对10kV配电网电缆线路的常见故障进行了分析总结，并探讨了故障处理方法。
[关键词]10kV配电网；电缆；故障；分析；处理措施
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0130-02
0 引言
电力电缆在铺设时多埋入地下，或经过电缆沟统一铺设。10kV配电网是直接接入用户端的网络，承担着向用户直接供电的任务。具有接入点多、电力线路长、接线方式复杂等特点，电力电缆敷设的环境也较为复杂，受干扰因素较多，这也使得电力电缆故障类型不典型，一旦发生故障很难排除，给电网的安全可靠运行带来影响。下文将结合笔者自身经验，分析10kV配电网的常见故障，并对此展开研究，探讨故障的分析与处理办法。
1、电力电缆的特性分析
电缆的使用已经有百余年的历史，主要用于传输和分配电能。它由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层组成，多应用于城市的地下电网或电厂的出线，以及工矿企业内部供电。电缆具有以下优点：
1）多直接铺设于地下，占地面积小；
2）运行可靠，受天气和环境因素影响小，被电击的可能性小；
3）维护工作量少，不需要巡查；
4）有利于市容市貌的整洁，节省材料；
5）电缆是電容性元件，有利于提高线路功率因数，进而节省线损。
电缆具有的以上优点使其在10kV配电网中获得了广泛应用，然而，由于电缆深埋地下， 受人为因素和物理化学腐蚀等因素影响，电缆线路也时有故障，而且，由于电缆故障多为隐蔽性故障，检测和排除故障具有一定难度。所以，对电缆行业从业人员来说，熟悉电缆的常见故障和分析方法，有利于对故障的及时处理，恢复供电。
2、10kV配电网电缆的常见故障
2.1 按故障点处的绝缘电阻分类
1）接地故障
电缆的接地故障是指芯线发生单相或多相接地故障。
2）低阻故障
低阻故障又称为短路故障，是指电缆芯线发生两相或三相短路故障， 发生低阻故障时，故障点的绝缘电阻小于电缆的特性阻抗，直流电阻有可能为零。此时，低压脉冲测试时故障有反射，且反射波与发射波反相。
3）高阻故障
发生此故障时，故障点处测得的电阻将大于该电缆的特性阻抗。高阻故障又可以分为高阻泄露性故障和高阻闪络性故障两种。
4）断路故障
发生断路故障时有两种测试方法，一种是测得电缆的绝缘电阻为正无穷，另一种是电缆的绝缘电阻虽然和正常电阻相同，但是，其电压却不能馈至用户端。此时，在低压脉冲测试时故障有反射，且反射波与发射波同相。
5）断线故障
此故障的测试可以通过导体的连续性试验判别，此时，电缆的绝缘电阻虽然达标，但是却有导体不连续的现象。
5）复合型故障
复合型故障是指电缆线路具有上述故障类型中的两种或两种以上特性。
2.2 按故障发生方式分类
1）闪络故障
闪络故障指电压大于某个值，或在一个固定值持续一短时间后，电缆发生绝缘击穿，出现闪络的现象。多见于相对地的故障。
2）运行击穿故障
在电缆的正常运行时，由于绝缘老化或物理化学性腐蚀等原因，导致的在运行工作电压下的击穿，多见于相间或相对地故障。
2.3 按故障发生部位分类
1）电缆本体故障
各种外界环境原因（过负荷运行、外力破坏、物理化学性腐蚀、自然老化等）造成的故障。
2）电缆接头故障
电缆接头处（始终端头、中间接头等部位）发生的故障，多见于泄漏性高阻故障。
根据运行经验数据分析，高压电缆中高阻故障比较常见，而对于低压电缆，多以开路故障和短路故障为主。
3、10kV配电网电缆故障的原因分析
1）施工时的机械损伤
10kV配电网电缆线路在施工时，由于大批量作业，很容易造成轻微的机械损伤，这些损伤不易发现，一般在工程投运后也不会立即导致电缆故障，在工程运行一段时间后，才慢慢发展到绝缘破坏，最终导致电缆故障，使故障部位彻底损坏。
对10kV配电网电缆线路来说，因为施工时的机械损伤而导致的电缆故障比较常见。所占的故障率最大，故障形式比较容易识别。
2）受潮和绝缘老化
在电缆的制造过程中，如果电缆的中间头或终端头密封工艺不良，或电缆护套被异物刺穿，加上保管不良，导致电缆受潮进水。
3）处于强腐蚀环境
第一种情况为电腐蚀，当电缆铺设于大型电力机车、动车等的轨道附近时，电缆线路长期处在可能与电缆绝缘发生不良化学反应的强电场环境中，导致电缆长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生变化，引起外部包装被腐蚀，潮气侵入引发故障，导致绝缘击穿。 还有一种情况为化学腐蚀，当电缆铺设于具有强化学腐蚀的环境，如：有酸碱作业的化工厂、有各种化学气体的煤气站等附近时，由于这些化学物质和气体带来的强化学作用，导致电缆被腐蚀。
4）地质环境变化
当电缆铺设经过高山、海底、特殊建筑物时，由于地面的下沉，使电缆在垂直方向上因为受力而发生弹性形变，电缆的铠装和铅包因承受压力而发生折断或破损，从而造成各种故障。
当电缆铺设于公路或铁路、桥梁等下方时，由于地面的反复长期振动，也可能导致电缆外皮因弹性疲劳而破损。 5）过负荷运行
长期的过负荷运行会导致电缆发热，尤其是在气温较高的夏季，处于用电高峰时，电缆线路通常处于过负荷状态，加上高温给电缆线路带来的温升，极易造成电缆线路故障，使电缆在接口等绝缘薄弱处被击穿，这也是夏季电缆故障率较高的原因。
6）承受过电压
不同于架空线路，电缆因为铺设于地下，所以承受雷击过电压的可能性较小，但是，当电缆线路存在严重缺陷时，也可能导致被过电压激发，引起绝缘击穿。
7）电缆自身质量缺陷
由于电缆设计和选型不合适，或则电缆附件自身存在质量问题，制作工艺不佳等原因，也可能导致电纜故障。
4、10kV配电网电缆故障的分析与处理
4.1 电缆故障点的查找
1）测声法
测声法是指利用故障电缆放电的声音，来进行故障的查找。原理接线图如下图1所示：
SYB为试验变压器，C为电容器，ZL为整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。
电容器C充电后，球间隙Q对电缆故障芯线放电，产生“滋、滋”的火花放电声，使用医用听诊器或耳聋助听器等音频放大设备，贴近电缆走向寻找，在“滋、滋”声音最显著处即为故障点。
2）电桥法
电桥法主要依据电缆长度与电阻成正比例关系的原理，使用相关工具测量出实际电缆的精确长度，来进行故障点的判别。
因为是利用计算法得出故障点位置，所以使用此方法时，对测量精度的把握尤为重要。
4.2 故障类型判别
可使用兆欧表在线路一端测量绝缘电阻的方法来进行电缆故障类型的判别。
1）电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻低于定值（100Ω）时，可以判定为短路故障或低阻接地故障。
2）电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻高于定值（100Ω），但显著低于正常值时，可以判定为高阻接地故障。
5 结论
综上，10kV配电网电缆的安全运行直接关系着电网的安全稳定运行和电力企业的经济效益，由于多铺设于地下，电缆故障具有较强的隐蔽性，故障的排查有一定难度。电力企业应积极研究更快、更好的故障分析与处理措施，确保lOkV配电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]屠俊良.电力电缆安装运行技术[M].水利电力出版社，1990.
[关键词]10kV配电网；电缆；故障；分析；处理措施
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0130-02
0 引言
电力电缆在铺设时多埋入地下，或经过电缆沟统一铺设。10kV配电网是直接接入用户端的网络，承担着向用户直接供电的任务。具有接入点多、电力线路长、接线方式复杂等特点，电力电缆敷设的环境也较为复杂，受干扰因素较多，这也使得电力电缆故障类型不典型，一旦发生故障很难排除，给电网的安全可靠运行带来影响。下文将结合笔者自身经验，分析10kV配电网的常见故障，并对此展开研究，探讨故障的分析与处理办法。
1、电力电缆的特性分析
电缆的使用已经有百余年的历史，主要用于传输和分配电能。它由线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层组成，多应用于城市的地下电网或电厂的出线，以及工矿企业内部供电。电缆具有以下优点：
1）多直接铺设于地下，占地面积小；
2）运行可靠，受天气和环境因素影响小，被电击的可能性小；
3）维护工作量少，不需要巡查；
4）有利于市容市貌的整洁，节省材料；
5）电缆是電容性元件，有利于提高线路功率因数，进而节省线损。
电缆具有的以上优点使其在10kV配电网中获得了广泛应用，然而，由于电缆深埋地下， 受人为因素和物理化学腐蚀等因素影响，电缆线路也时有故障，而且，由于电缆故障多为隐蔽性故障，检测和排除故障具有一定难度。所以，对电缆行业从业人员来说，熟悉电缆的常见故障和分析方法，有利于对故障的及时处理，恢复供电。
2、10kV配电网电缆的常见故障
2.1 按故障点处的绝缘电阻分类
1）接地故障
电缆的接地故障是指芯线发生单相或多相接地故障。
2）低阻故障
低阻故障又称为短路故障，是指电缆芯线发生两相或三相短路故障， 发生低阻故障时，故障点的绝缘电阻小于电缆的特性阻抗，直流电阻有可能为零。此时，低压脉冲测试时故障有反射，且反射波与发射波反相。
3）高阻故障
发生此故障时，故障点处测得的电阻将大于该电缆的特性阻抗。高阻故障又可以分为高阻泄露性故障和高阻闪络性故障两种。
4）断路故障
发生断路故障时有两种测试方法，一种是测得电缆的绝缘电阻为正无穷，另一种是电缆的绝缘电阻虽然和正常电阻相同，但是，其电压却不能馈至用户端。此时，在低压脉冲测试时故障有反射，且反射波与发射波同相。
5）断线故障
此故障的测试可以通过导体的连续性试验判别，此时，电缆的绝缘电阻虽然达标，但是却有导体不连续的现象。
5）复合型故障
复合型故障是指电缆线路具有上述故障类型中的两种或两种以上特性。
2.2 按故障发生方式分类
1）闪络故障
闪络故障指电压大于某个值，或在一个固定值持续一短时间后，电缆发生绝缘击穿，出现闪络的现象。多见于相对地的故障。
2）运行击穿故障
在电缆的正常运行时，由于绝缘老化或物理化学性腐蚀等原因，导致的在运行工作电压下的击穿，多见于相间或相对地故障。
2.3 按故障发生部位分类
1）电缆本体故障
各种外界环境原因（过负荷运行、外力破坏、物理化学性腐蚀、自然老化等）造成的故障。
2）电缆接头故障
电缆接头处（始终端头、中间接头等部位）发生的故障，多见于泄漏性高阻故障。
根据运行经验数据分析，高压电缆中高阻故障比较常见，而对于低压电缆，多以开路故障和短路故障为主。
3、10kV配电网电缆故障的原因分析
1）施工时的机械损伤
10kV配电网电缆线路在施工时，由于大批量作业，很容易造成轻微的机械损伤，这些损伤不易发现，一般在工程投运后也不会立即导致电缆故障，在工程运行一段时间后，才慢慢发展到绝缘破坏，最终导致电缆故障，使故障部位彻底损坏。
对10kV配电网电缆线路来说，因为施工时的机械损伤而导致的电缆故障比较常见。所占的故障率最大，故障形式比较容易识别。
2）受潮和绝缘老化
在电缆的制造过程中，如果电缆的中间头或终端头密封工艺不良，或电缆护套被异物刺穿，加上保管不良，导致电缆受潮进水。
3）处于强腐蚀环境
第一种情况为电腐蚀，当电缆铺设于大型电力机车、动车等的轨道附近时，电缆线路长期处在可能与电缆绝缘发生不良化学反应的强电场环境中，导致电缆长期在电和热的作用下运行，其物理性能会发生变化，引起外部包装被腐蚀，潮气侵入引发故障，导致绝缘击穿。 还有一种情况为化学腐蚀，当电缆铺设于具有强化学腐蚀的环境，如：有酸碱作业的化工厂、有各种化学气体的煤气站等附近时，由于这些化学物质和气体带来的强化学作用，导致电缆被腐蚀。
4）地质环境变化
当电缆铺设经过高山、海底、特殊建筑物时，由于地面的下沉，使电缆在垂直方向上因为受力而发生弹性形变，电缆的铠装和铅包因承受压力而发生折断或破损，从而造成各种故障。
当电缆铺设于公路或铁路、桥梁等下方时，由于地面的反复长期振动，也可能导致电缆外皮因弹性疲劳而破损。 5）过负荷运行
长期的过负荷运行会导致电缆发热，尤其是在气温较高的夏季，处于用电高峰时，电缆线路通常处于过负荷状态，加上高温给电缆线路带来的温升，极易造成电缆线路故障，使电缆在接口等绝缘薄弱处被击穿，这也是夏季电缆故障率较高的原因。
6）承受过电压
不同于架空线路，电缆因为铺设于地下，所以承受雷击过电压的可能性较小，但是，当电缆线路存在严重缺陷时，也可能导致被过电压激发，引起绝缘击穿。
7）电缆自身质量缺陷
由于电缆设计和选型不合适，或则电缆附件自身存在质量问题，制作工艺不佳等原因，也可能导致电纜故障。
4、10kV配电网电缆故障的分析与处理
4.1 电缆故障点的查找
1）测声法
测声法是指利用故障电缆放电的声音，来进行故障的查找。原理接线图如下图1所示：
SYB为试验变压器，C为电容器，ZL为整流硅堆，R为限流电阻，Q为放电球间隙，L为电缆芯线。
电容器C充电后，球间隙Q对电缆故障芯线放电，产生“滋、滋”的火花放电声，使用医用听诊器或耳聋助听器等音频放大设备，贴近电缆走向寻找，在“滋、滋”声音最显著处即为故障点。
2）电桥法
电桥法主要依据电缆长度与电阻成正比例关系的原理，使用相关工具测量出实际电缆的精确长度，来进行故障点的判别。
因为是利用计算法得出故障点位置，所以使用此方法时，对测量精度的把握尤为重要。
4.2 故障类型判别
可使用兆欧表在线路一端测量绝缘电阻的方法来进行电缆故障类型的判别。
1）电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻低于定值（100Ω）时，可以判定为短路故障或低阻接地故障。
2）电缆的芯对地或芯与芯之间绝缘电阻高于定值（100Ω），但显著低于正常值时，可以判定为高阻接地故障。
5 结论
综上，10kV配电网电缆的安全运行直接关系着电网的安全稳定运行和电力企业的经济效益，由于多铺设于地下，电缆故障具有较强的隐蔽性，故障的排查有一定难度。电力企业应积极研究更快、更好的故障分析与处理措施，确保lOkV配电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]屠俊良.电力电缆安装运行技术[M].水利电力出版社，1990.