一种10kV电力电缆多段敷设击穿原因判定及定位方法

技术领域

本发明涉及电缆故障判断领域，特别涉及一种10kV电力电缆多段敷设击穿原因判定及定位方法。

背景技术

电力能源已经是这个时代非常重要的能源之一，也是未来发展最重要的能源，随着人们生活水平的提高，对电缆的要求也越来越高，除了本身的结构性能和通电性能以外，也赋予了阻燃、耐火、环保、安全、长寿命等重要性能指标。但是电缆作为国民经济的血管，最重要的还是保证电能输送的任务。但是对于10kV常规电力电缆而言一般的敷设环境多是电缆沟、地下穿管、地下直埋，所经过的环境多是砂石、泥土、混泥土等坚硬物体，所以电缆安装经常会出现刮伤、压伤等影响电缆出现故障的情况；因此为了保证电缆的正常运行，就需要在安装敷设时遵循安装施工规范，保证不受机械损伤等。同时在电缆遇到故障时，也需要及时对电缆故障点精准定位且排除故障，进行修复处理，确保电缆的正常供电，来保证工业用电和人们生活用电的需要。

然而目前还缺少一种对电缆故障点精准定位的方法。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供了如下技术方案：

一种10kV电力电缆多段敷设击穿原因判定及定位方法，包括以下步骤：

将测试电缆进行分相测试，对测试相的10kV电力电缆进行耐压实验，采集击穿的10kV电力电缆的实验数据和电缆外观；

基于所述实验数据和电缆外观判断击穿原因；

基于所述击穿原因，通过两头测量法判定击穿位置。

可选的，所述耐压实验采用高压恒流源进行试验，所述高压恒流源的空载电压为15kV，短路电流为30mA。

可选的，所述实验数据包括击穿电压、击穿电流和直流耐压完全击穿时间。

可选的，所述击穿原因包括电缆施工机械损伤、电缆中间接头击穿和电缆本身绝缘故障。

可选的，所述电缆施工机械损伤的判断方法包括：进行耐压测试时，电压为0V，电流在10mA以上，并且外表有明显的刮伤，则判定击穿原因为电缆施工机械损伤。

可选的，所述电缆中间接头击穿的判断方法包括：进行耐压测试时，当设定电压为10kV时，电缆电压处于7kV-9kV之间，绝缘电阻没有降低且电缆在升压时会一直有电压存在，接头位置有微弱的清脆电源声，接头表面有热感，则判定击穿原因为电缆中间接头击穿。

可选的，所述电缆本身绝缘故障的判断方法包括：进行耐压测试时，当设定电压为10kV，电缆电压处于6kV-8kV之间时，则升高设定电压到15kV，如果电缆完全击穿且外观无异常、有清脆的脉冲信号，则判定击穿原因为电缆本身绝缘故障。

可选的，通过两头测量法判定击穿位置的过程包括：根据击穿原因选择定位电流和耐压实验设备灵敏度；

将耐压实验设备分别连接在电缆两端进行测量计算，得到击穿位置；

当在电缆一侧进行测量时，将电缆要测量的线芯的导体与其余两项中的任意一项线芯的导体进行连接，并同时连接铜屏蔽层，对连接的两项线芯进行测量计算，得到击穿位置。

本发明具有如下技术效果：

本发明提供了一种10kV电缆敷设现场交联绝缘击穿故障分析与定位方法，通过设备的显示和数据分析，能够精准的判定击穿原因，在确定击穿原因以后，即使在设备不能满足现场定位的情况下，也可以通过判定做出击穿定位选择。解决电缆施工故障，快速修复并顺利通电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电缆线芯连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一

本实施例提供了一种10kV电力电缆多段敷设击穿原因判定及定位方法，击穿原因数据分析及判定(见表1)：

表1

具体判定和定位方法如下：

电缆安装施工不规范造成电缆击穿判定：

一般来讲，电缆交联绝缘因外部压力造成的击穿，从判定上来讲是很容易的。一般这种击穿现象，电缆故障点很明显，有损伤。在进行脉冲电压测试时，电压几乎为0V，电流在10mA以上。这种定位是很准确的，定位灵敏度可以开到最大，一般测算出的故障点是很好查找的。

电缆中间冷缩接头出现击穿故障的判定：

对于这种判定是比较困难的，这个和电缆本身的绝缘缺陷是有共同之处的。当我们在采用直流电源的进行耐压检测时，如果设定电压10kV，在直流耐压过程中，电压会长时间处于7kV-9kV之间，同时通过5000V的摇表检测，绝缘电阻几乎没有降低，再随着耐压时间的增加击穿电压逐步降到5kV-8kV之间，电缆在升压时始终会有电压存在。在进行定位，定位灵敏度较差，增加校准难度。当我们在进行中间接头定位时，首先就是要通过表1的内容进行判定，一旦确定是中间接头击穿。可以通过加大设备定位的直流电流，根据经验可以开到20mA—30mA，进行定位。当如果定位区间较大时，可以根据施工图纸判定中间接头的位置，进行现场确认。当现场人员到达击穿中间接头指定位置时，通过脉冲电源可以听到，接头有微弱的清脆电源声，且接头处有明显区别于电缆其他部位的热感。这就是可以判定是接头击穿。

电缆本身的绝缘缺陷故障判定：

一般情况下，电缆本身的绝缘缺陷出现击穿，就是在出厂试验都没有发现的情况下，故障点最开始是存在绝缘性能的。如果这种情况对于额定电压26/35kV的电缆，甚至还会出现我们术语中所说的“高阻击穿”现象，就是电缆本身已经击穿，但是由于绝缘还有足够的厚度和强度，绝缘电阻还处于很好的状态，电压依然保持在某个范围。当电压再次升高时，泄漏电流增大，产生击穿。如果我们看到电压维持在6kV—8kV时，就升高直流电压到15kV，预计稳定一段时间后电缆就会完全击穿，定位就会更加准确。但是在进行现场查找时，外观无任何异常，必须借助脉冲电源，才能完全定位。这种电缆绝缘击穿以后的定位查找，击穿脉冲点的声音是很明显的，定位准确，且查找容易。

10kV电力电缆多段敷设击穿定位方法：

综上所述，在确定电缆击穿原因以后，就要进行击穿定位，多段连接的电缆，存在电缆长度较大，中间有接头会影响电缆的电阻，从而影响定位的准确度。一般来讲，大长度的电缆很难做到精准(本文所提到大长度的电缆指安装完成以后1500m到2000m的电缆)，进行测量时对设备的要求、电源的要求、以及测试人员的经验是很重要的，大多测量定位仪的范围甚至控制在1000m以内，如果面对现场敷设电缆成品就相对于只有500m。下面讲述就是如何用有限的定位设备来满足大长度电缆的击穿定位，我司采用的是最早的两头测量方法。

设备定位原理是：

设备采用开关电源构成高压恒流源，空载电压15kV，短路电流30mA，体积小，重量轻。采用高灵敏度放大器及检流计指示平衡，与比例电位器构成平衡电桥，整体置于高电位。电缆通过编织屏蔽层可靠接地，面板上操作钮处于地电位，通过绝缘杆操作电桥。面板上的操作钮处于地电位，通过绝缘杆操作电桥。特别设计的双芯高压橡皮测量电缆，铜网编织屏蔽层可靠接地,使用安全。四端电阻测量法避免了引线电阻引入的误差。高压恒流源和电桥集成在一个便携式铝合金箱内。设备电压高、重量轻、操作方便。与波反射法相比，电桥平衡法没有盲区，特别适用于判断短电缆及靠近端头的击穿点、波特性不好的故障点等，操作容易。

设备有红夹子端和黑夹子端，每一端配大小两个夹子；大夹子用于线芯，小夹子用于屏蔽和接地。通过电桥原理，以红夹子端为计算方向会出现一个数据，当红、黑夹子对换以后，又会出现一个测试数据；

应用实例，以现场敷设2500m成品电缆红色线芯击穿，分5段(500+500+500+500+500)，中间有4个冷缩接头举例，在电缆的一端进行测量：

先将电缆的另一端红色线芯和黄色线芯导体紧紧绑在一起，不能用小铜丝连接，必须是两相的导体和导体连接，铜屏蔽之间必须连接。

A、设备灵敏度最高档；

红夹子夹红色线芯的数据为：522；

黑夹子夹黄色线芯的数据为：478；

击穿点的计算：从红夹子进去522÷1000×2500×2＝2610米的位置，从黑夹子进去478÷1000×2500×2＝2390米的位置；由此可以看出击穿点距离测量位置2390米，从另外一端过来110米的位置，无中间接头，如击穿电流稳定，可以判定电缆应是外部损伤或者本身绝缘缺陷；

B、设备灵敏度较高档，有电压1kV；

红夹子夹红色线芯的数据为：101；

黑夹子夹黄色线芯的数据为：898；

击穿点的计算：从红夹子进去101÷1000×2500×2＝505米的位置，从黑夹子进去898÷1000×2500×2＝4490米的位置；4490+505＝4995米小于5000,但是从灵敏度和没有完全击穿来看，是无法精准定位的，但是可以分析出击穿原因是中间接头击穿。由此可以看出击穿点大概在第一个中间接头位置(成品500米处)。

C、对于有长度要求的定位电桥，(假设允许最大定位电缆长度为1000米)

对于有定位长度限制的这一种定位电桥，允许最大定位电缆长度为1000米就没有办法满足2500米成品(共计5000米线芯)的定位，通过经验可以先推算出击穿点计算比例，再通过换算实际电缆长度得出击穿点的位置。

例如：

红夹子夹红色线芯的数据为：201；

黑夹子夹黄色线芯的数据为：799；

设备输入最大段长1000米；

设备计算的长度为：从红夹子进去202÷1000×(1000×2)＝404米的位置，从黑夹子进去799÷1000×(1000×2)＝1598米的位置，相当于从成品电缆黑夹子端过去598米；(先求出占额定段长的击穿比例)

换算为：从红夹子进去D

404/1000＝D

从黑夹子进去D

598/1000＝D

1010+1495＝2505大于2500,但是从灵敏度和没有完全击穿来看，是无法精准定位的，但是可以分析出击穿原因是中间接头击穿。由此可以看出击穿点大概在第二个中间接头位置(成品1000米处即第二个中间接头处)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有若干种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。