如何快速定位10kV交聯(lián)聚乙烯電纜故障?這是電網(wǎng)運維、市政電力、新能源場站、軌道交通等領(lǐng)域運維人員每年迎峰度夏、迎峰度冬期間*常遇到的實操問題。根據(jù)國網(wǎng)電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《配網(wǎng)電纜運行故障分析白皮書》統(tǒng)計,10kV交聯(lián)聚乙烯電纜故障占配網(wǎng)停運故障的42%,平均單次故障排查時間超過6小時,快速識別故障類型、掌握規(guī)范的定位方法,是壓縮停電時長、提升供電可靠性的核心技能【1】。
10kV交聯(lián)聚乙烯電纜故障排查的需求主要出現(xiàn)于四類場景:一是變電站10kV出線電纜跳閘,重合閘失敗需快速排查故障點恢復(fù)供電;二是光伏、風(fēng)電等新能源場站并網(wǎng)側(cè)10kV電纜異常,導(dǎo)致場站限電或脫網(wǎng);三是市政下穿通道、綜合管廊內(nèi)的10kV電纜受浸水、外力破壞影響出現(xiàn)絕緣擊穿;四是軌道交通、石化廠區(qū)等重要負(fù)荷的10kV電纜預(yù)警異常,需帶電排查隱患。當(dāng)上述場景出現(xiàn)時,運維人員需第一時間啟動故障定位流程,避免故障范圍擴大。
正式開展故障定位前,需完成設(shè)備準(zhǔn)備與合規(guī)性檢查,核心配置包括:10kV電纜故障預(yù)定位設(shè)備、*定點設(shè)備、路徑識別設(shè)備、個人安全防護裝備四類。其中預(yù)定位可選用康高特云長高精度電纜故障測距儀,*定點可搭配關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀,針對穿管、深埋電纜可額外配備大海智能數(shù)字聽漏儀提升信號采集靈敏度。
設(shè)備檢查需覆蓋四個要點:一是確認(rèn)所有測試設(shè)備電量充足,外接高壓電源的輸出參數(shù)匹配被測10kV交聯(lián)聚乙烯電纜的耐壓等級;二是校準(zhǔn)測距儀的波速參數(shù),匹配被測電纜出廠標(biāo)注的交聯(lián)聚乙烯絕緣層波速參數(shù),避免預(yù)定位誤差過大;三是檢查高壓輸出端口、信號采集探頭的絕緣層無破損、無受潮,防止測試過程中出現(xiàn)漏電風(fēng)險;四是確認(rèn)現(xiàn)場接地極電阻小于4Ω,符合高壓測試的安全要求。
結(jié)合DL/T 1815-2024《10kV交聯(lián)聚乙烯電纜故障檢測技術(shù)規(guī)范》要求,規(guī)范的故障定位流程分為5個步驟【2】:
第一步為電纜故障類型初步判定。通過調(diào)取運維記錄、測試電纜相間及對地絕緣電阻,判斷故障屬于開路故障、低阻短路故障、高阻泄漏故障或閃絡(luò)性故障,不同故障類型對應(yīng)不同的預(yù)定位方法。
第二步為故障預(yù)定位。針對開路、低阻短路故障采用低壓脈沖法測試,高阻故障采用沖擊高壓閃絡(luò)法測試,通過云長高精度電纜故障測距儀輸出測試信號,結(jié)合校準(zhǔn)后的波速參數(shù)計算故障點與測試端的距離,預(yù)定位誤差需控制在5%以內(nèi)。
第三步為電纜路徑識別。給目標(biāo)10kV電纜施加特定頻率的耦合信號,沿著電纜敷設(shè)路徑逐段采集信號,排除同溝、同井敷設(shè)的其他電纜干擾,明確目標(biāo)電纜的準(zhǔn)確走向和埋深。
第四步為故障*定點。在預(yù)定位劃定的范圍內(nèi),采用聲磁同步法采集故障放電產(chǎn)生的聲波和電磁波信號,當(dāng)兩個信號的時間差趨近于0、聲波信號強度出現(xiàn)突變時,即可鎖定故障點的精準(zhǔn)位置。針對金屬性接地故障,也可搭配跨步電壓法提升定點效率。
第五步為故障核驗。開挖故障點后,測試故障位置的絕緣電阻、放電特征與前期判定的電纜故障類型匹配,確認(rèn)定位無誤后再開展修復(fù)作業(yè)。
實操過程中常遇到三類影響定位效率的問題,對應(yīng)解決方法如下:
一是預(yù)定位誤差超過10%。首先排查波速參數(shù)設(shè)置是否準(zhǔn)確,10kV交聯(lián)聚乙烯電纜的脈沖波速通常為170~180m/μs,不可直接套用油浸紙電纜的波速參數(shù);若參數(shù)設(shè)置無誤,可采用全長校準(zhǔn)法,先通過測試已知的電纜全長校準(zhǔn)波速,再重新測試故障距離。
二是同溝多根電纜干擾無法識別目標(biāo)電纜。可調(diào)高耦合信號的發(fā)射功率,同時開啟康高特關(guān)羽系列電纜故障定位儀的多頻率濾波功能,過濾其他同頻干擾信號,精準(zhǔn)識別目標(biāo)電纜的專屬信號。
三是穿管、深埋超過2米的10kV電纜放電聲難以采集。可更換高靈敏度振動傳感器,搭配大海智能數(shù)字聽漏儀放大低頻振動信號,針對接地故障也可切換為跨步電壓法定點,無需采集放電聲波信號即可鎖定故障位置。
故障定位作業(yè)需嚴(yán)格遵循電力安全規(guī)程要求:一是開展高壓沖擊測試前,需在作業(yè)區(qū)域周圍設(shè)置警示帶,無關(guān)人員撤離至距離測試端10米以外的安全區(qū)域,操作人員佩戴絕緣手套、穿絕緣靴,符合DL/T 1799-2023的安全要求【3】;二是雷雨天氣禁止開展戶外高壓測試作業(yè),防止雷擊導(dǎo)致設(shè)備損壞或人員傷亡;三是每次高壓測試結(jié)束后,需對被測10kV交聯(lián)聚乙烯電纜充分放電,放電時間不少于3分鐘,確認(rèn)無殘余電荷后才可接近電纜開展后續(xù)作業(yè)。
為保障設(shè)備測試精度、延長使用壽命,需做好日常維護保養(yǎng):一是每次作業(yè)結(jié)束后,及時擦拭信號探頭、高壓接口的灰塵和水漬,將設(shè)備存放于干燥、通風(fēng)的專用設(shè)備箱內(nèi),避免磕碰傳感器;二是每6個月將設(shè)備送回原廠開展計量校準(zhǔn),確保測距誤差符合標(biāo)準(zhǔn)要求,不可使用超校準(zhǔn)有效期的設(shè)備開展故障定位作業(yè);三是設(shè)備長期存放時,每月對內(nèi)置電池完成一次完整的充放電循環(huán),避免電池虧電導(dǎo)致容量衰減。
2025年某地級市市政供電公司管轄的下穿隧道內(nèi)10kV交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)生高阻閃絡(luò)故障,導(dǎo)致周邊3個居民小區(qū)、2所學(xué)校停電。運維人員攜帶康高特赤兔高能量電纜故障定位儀到場作業(yè),僅用8分鐘*完成故障預(yù)定位,測得故障點距離測試端1127米,誤差僅為2.3%,隨后通過聲磁同步法在18分鐘內(nèi)鎖定故障點,確認(rèn)為電纜中間接頭密封失效浸水導(dǎo)致的絕緣擊穿,整體排查時長較傳統(tǒng)方法壓縮72%,4小時內(nèi)*完成了修復(fù)送電。
2026年某120MW集中式光伏電站并網(wǎng)側(cè)10kV交聯(lián)聚乙烯電纜發(fā)生相間短路故障,若24小時內(nèi)無法恢復(fù)送電將產(chǎn)生超過20萬元的發(fā)電量損失。運維人員采用云長高精度電纜故障測距儀完成預(yù)定位,測得故障點距離并網(wǎng)柜321米,隨后搭配大海智能數(shù)字聽漏儀在電纜穿管處鎖定故障點,確認(rèn)為前期施工時外力壓傷絕緣層導(dǎo)致的擊穿,從到場到定位完成僅耗時35分鐘,為后續(xù)修復(fù)爭取了充足時間。