基于10kV电缆中间接头击穿故障分析及改进措施
摘 要：电力行业一直是人们关注的重点行业，尤其是经济快速发展的今天，生产活动和生活活动都需要大量的电力供应。电力需求的持续增长，同时要求电力的稳定持续供应，这是社会给电力企业提出的新要求。电缆在电力系统的应用，逐渐替代以往的架空线路，可以最大化地保证电力的稳定供应。可以看出，电缆设备对于电力供应的可靠性有着直接联系。本文主要研究10kV电缆容易出现的接头故障，分析故障的发生原因，针对可能出现的故障给出预防措施，减少电缆故障，保证电力供应。
关键词：10kV电缆 接头 故障分析 预防措施
现阶段，10kV电缆在电力系统中的应用十分广泛，对于电力系统的稳定性和可靠性影响较大，一旦电缆出现故障，则会影响到正常的生产和生活。在电缆故障中，中间接头击穿故障是较为常见的故障類型，因此，受到电力部门的高度重视。本文主要研究10kV电缆出现接头故障的原因类型，并针对不同的原因，给出一些改进措施，确保10kV电缆的稳定运行。
1 10kV电缆中间接头故障分析
10kV电缆中间接头故障出现在于施工质量不达标，主要原因包括以下3点：首先，施工质量问题。10kV电缆的施工存在着多重分包的情况，施工队伍的水平参差不齐，部分施工方更是责任意识较差，并没有意识到，电缆施工对于整体线路运行的影响，整体的施工质量较差。容易出现的问题有：施工安装未到达要求;与施工图纸有着大的偏差;未充分理解图纸内容，导致冷缩管的效果下降;电缆凌乱不整齐;电缆距离不当;连接管没有打磨，出现尖端放电的情况;施工把关不严，存在缺陷;多人同时作业，出现工序混乱或者遗漏的情况。其次，附件存在质量缺陷。近些年，市场环境越发残酷，电力行业同样竞争激烈，为了获得竞标，经常采取低价的策略，许多厂家只能通过原材料控制成本，而且工艺水平好坏不一，导致电缆附件出现一些质量问题：冷缩管存在质量问题、应力锥存在设计问题、应力管的性能不佳;冷缩套管存在气隙;恒力卡簧存在质量问题，抗腐蚀性差，容易氧化，增加电阻和发热，容易产生故障。最后，绝缘体老化。电缆外面都有一层绝缘物质，长期在电热作用下运行，会使其物理性能产生改变，比如，加大介质的损耗、绝缘的强度开始下降、绝缘老化。产生过早老化的原因有：电缆中间接头如果长期处于酸碱性超标的污水中，则会由于化学反应，出现过早老化的情况;电缆线路同发热源较近，导致电缆接头或者局部长时间处于受热状态，发生老化;如果电缆线路超负荷运行的话，也会出现连接部件由于长期处于过热状态，加速老化。
在调查中我们发现，中间接头施工质量问题是导致接头故障出现的主要原因，包括施工人员的技术水平不高、缺乏监督机制和责任追究机制。电缆中间接头的制作，还停留在师傅带徒弟的方面，缺乏有效地认证，可以说施工人员的经验直接影响中间接头的质量。在中间接头供需平衡的情况下，可以保证电力接头有着较高的质量;遇到中间接头的需求高峰，会导致部分水平偏低的人员，也参与到接头的制作，接头质量开始下降。旁站监督是保证接头质量的一种途径，旁站人员对电缆中间接头制作技术了解并不全面，使监督成为一种形式;中间接头出现质量故障，难以找到相应的责任人，追究其责任。
2 解决10kV电缆中间接头故障的措施
通过调查，我们发现，电缆中间接头故障主要源于接头的施工质量不佳，针对中间接头施工质量导致接头故障的情况，可以采取如下措施。
2.1 做好电缆中间接头人员的准入、备案和培训工作
电缆中间接头的施工工艺与施工人员水平有关，为了保证施工人员的施工水平，需要建立起中间接头人员的准入机制和备案工作，只有具备一定工作经验的人员，才能参与到中间接头的制作过程，同时将制作人员进行备案，方便找到相应的责任人。加强对中间接头人员以及旁站监督人员的培训，提升中间接头人员施工水平，强化旁站监督人员的监督能力。此外，只有通过培训和试验合格的人员，才准许参与中间接头的制作工作，保证施工质量。
2.2 细化电缆中间接头的工艺流程，做好质量管控
梳理电缆中间接头的制作流程，编制指导书，明确中间接头制作需要的施工条件，包括施工环境、施工时间、施工工具、施工标准等，以此做好中间接头质量的控制。中间接头的制作需要遵循一定的工艺，而且施工中需要注意多方面的内容：施工环境要求天气干燥，空气湿度低于70%，现场无扬尘;如果在雨天或者大雾天气施工，则容易掺入杂质和水分，影响中间接头的使用寿命;附件保质期要求，国产附件保质期1年，进口附件保质期2年。剥切深度要求，不能在绝缘层表明出现划痕。制作时间1h以内，防止长时间暴露在空气中，受潮受尘。做好接头的防水等。可以看出中间接头需要严格的施工工艺。
2.3 电缆中间接头的责任追究制
为了确保电缆中间接头的制作质量，同时为了提升制作人员的责任意识，建立起责任追究制。参与电缆中间接头制作的单位和人员录入到系统之中，由于电缆施工问题出现故障的，由施工单位和人员负责。具体措施如下：首先，施工人员控制。选择具备10kV电缆头制作技术的人员参与到电缆附件的施工。其次，电缆接头做到终身负责，也就是要求施工单位对电缆接头进行负责，提升其责任心。再次，加强资质把关，将具备电缆头制作资质的人员，录入到生产管理系统，方便对其资质进行查阅。最后，完成电缆接头施工后，在显眼的位置，设置标识牌，标注出电缆附件的厂家、施工单位、安装日期和人员等信息。
3 结语
综上所述，电缆中间接头击穿是电缆接头故障的一种，尤其是10kV电缆有着较高的接头故障发生率。通过调查分析，10kV电缆中间接头故障产生的原因，以下3种情况最为常见：首先，施工质量问题，施工人员的工艺水平偏低，施工过程中对于电缆中间接头安装质量把关不严。其次，电缆附件存在质量缺陷，电缆附件存在质量问题，导致电缆故障。最后，绝缘体老化，受到电缆运行环境影响，长期过热或者高负荷运行，导致过早老化。其中最为主要的原因在于施工质量方面的问题，因此，为了保证电缆中间接头的施工质量，必须做好施工质量的管理，具体措施包括：首先，做好电缆中间接头人员的准入、备案和培训工作，保证人员具有好的资质。其次，细化电缆中间接头的工艺流程和各项标准，做好质量管控。最后，电缆中间接头的责任追究制，提升施工人员的责任心。
参考文献
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作者：黄志滔
某220 kV变电站有220/110/35 kV自耦变2台，35 kV母线分段并列运行，11月3日06:15，35 kV泽牧3683线速断跳闸重合闸成功(当时带3 MW负荷)，35 kV母线出现接地现象。06:18，35 kV泽溪3686线速断跳闸重合闸不成功，接地现象消失。由于这2条线路路径并无联系，在变电站巡视无异常后，调度通知线路工区进行巡线，发现泽溪3686线一段电缆的中间接头绝缘破环。
1 故障原因分析
分析后认为，泽牧3683线速断跳闸后重合是导致泽溪3686线电缆中间接头绝缘破环的直接原因。线路由于发生故障而跳闸，经过一定时间后(通常为0.5 左右)，自动重合于空载线路。由于合闸前存在残余电荷使电压的起始值不等于零，就可能引起更高的过电压。而泽溪3686线该段电缆中间接头对地和相间绝缘不良或绝缘受潮，不能承受正常的冲击电压，中性点接地不良，在线路重合闸瞬间，产生的操作过电压导致相对地电压升高，绝缘击穿。2 对 策
电缆头是电缆绝缘的薄弱环节，电缆故障绝大多数为电缆头或电缆中间接头故障。从这次事故也可以发现，事故的原因是电缆中间接头制作质量不良，压接头不紧、接触电阻过大，长期运行造成的电缆头过热，烧穿绝缘。由于电缆故障查找比较困难，短时间内无法修复，从而造成重大经济损失。因此铺设电缆时，要严格控制电缆头的施工质量，特别是绝缘水平。此外要求电缆沟要有良好的排水设施，保持内部干燥，防止腐蚀性气体或可燃性气体进入电缆沟。
我们在生产、科研和生活中的各种用电设备，都是按照一定的要求设计，通过导线连接起来的，线路中不可避免的存在着大量的电气接头和电缆接头。电气设备内部的电气接头，在出厂前一般都会经过严格的检查试验，投运前还要进行测试，一般不会有问题。而设备外部的电缆电线接头，通常只能通过人工巡视和检查才能发现问题，它是线路的薄弱环节。
现在的重复施工的现象非常严重经常出现这挖挖那挖挖的情况，且施工前还不调取相关的地下管线工程图，导致常有电缆被挖断的情况，挖断后不按接头装配要求草草接完了事。还有室内照明空调等线路敷设时经常出现施工人员偷懒或省料等原因，电缆电线只要不够长就接线，往往还不安要求随意接完就完事了。这些都给往后的用电安全性和可靠性带来了莫大的隐患。
一些电气安装施工人员在敷设电线时，往往不注意安装质量：在应该用绝缘套管处不装套管;应该用接线盒的地方也没有装接线盒;甚至在电缆接头处不是采用绞接方法，而是采用违章的弯钩状连接方法。这种弯钩状连接方法的接触电阻很大，通电时不断发热，要是有松动的话还会打火或产生电弧，致使绝缘胶带或绝缘胶套迅速老化，要是附近有木板塑料等易燃物还有引起火灾的危险。在北主线就有几次因为接头接的不合格引起的故障，如办公楼跳总闸导致整栋办公楼失去照明和办公用电，花了两天时间才找了问题，是一路空调线路有接头且接头处理不当导致阴雨天绝缘不良漏电致使跳闸。之后又有一次是供电收费岛的主电缆出故障导致跳闸，但是线缆埋在地下根本找不到问题点，最后找来施工单位才一下就找到问题点，原来是当初施工把电缆线挖断了，没有重新放线而是把断线接起来就又埋里面了，由于接头处理不到位一段时间后绝缘就出问题了，在下雨天就跳闸了。维修时要求重新放线修复，断线严格按接线要求处理好后做备份线用。
电缆电线接头除易引起故障导致停电的严重后果外还会因为接头易发热增加电能损失，易引起电流增大对用电设备造成一定危害缩短寿命等。特别是不合格的接头导致的发热、打火、电弧导致的火灾。因此我们首先要认识接头的危害性，重视电缆电线接头的工程安装连接，加强检查的技巧和措施、定期检查，把问题发现在第一时间并及时处置，做到预防为主。
电力电缆的组成方式应该是：导电线芯、绝缘层、保护层组成的。那么电力电缆的接头是怎么形成的的呢?我们一起来看看吧。
电缆接头是电缆线路中不可缺少的部件，用它来实现两段电缆的连接，同时改善两根电缆末端电场。长电路必须将两段或多段电缆通过连接起来，这就需要直通接头。直通接头是连接两根电线电缆形成连续电路的附件，特指接头的金属外壳与被连接电缆的金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上连续的接头。高压线路为了减少金属护套的感应电动势，需要绝缘接头来实现交叉换位连接，以消除感应电势产生的环流电流。绝缘接头将电缆的金属套、金属屏蔽和绝缘屏蔽在电气上断开的接头。电缆接头按其在线路中的作用，除了绝缘接头和直通接头，可有分支接头和过度接头。
电缆的接头是很重要的，一旦毁坏了，会影响整个电路，进而影响人们的生产生活。
(转自一览电缆英才网)
路灯电缆故障是如何检测的呢?
一、用兆欧表检测
此方法为传统路灯电缆故障检测法。路灯线路的供电半径一般在0.4-0.6km之间，路灯间距为30-40m，整个线路似树干状，负荷比较分散。要检测电缆的相间、对地绝缘阻值，必须先将路灯负荷切断，然后选取中间点断开，用兆欧表逐相进行相间、对地绝缘测试，用排除法来判断故障点方向。此法现已基本不用。
二、用钳形电流表检测
采用钳形电流表检测路灯电缆的原理是：通过重新恢复烧坏的熔断器，对路灯电缆进行瞬间(2-3秒)送电(注：短时的瞬间电流不会使路灯电缆迅速发热，即不会对路灯电线电缆造成新的损伤)，根据故障点至电源的故障电流非常大，故障点往下的电流小的规律，当检测到的电流值变成正常值时，则电流值为正常值的灯位的前一档距即为故障点所在处。
三、用路灯电缆专用故障测试仪检测
目前有一种集路灯电线电缆路径检测、埋深测定和故障点定位三位一体的仪器。这一检测仪体积小，放在手提工具箱里，重量轻，单人即可轻松操作;由电池供电，无需220V电源，适合野外作业;电缆路径查找、埋深、故障点定位同步完成，效率高，不受外界干扰;不受电缆地下情况(分叉、接头扭曲、绕圈)影响，象探地雷一样，点对点去查找故障点，误差以厘米计;不受地面情况影响，如地砖、绿化带、水泥面等。该检测仪，由发射机和接收机组成，发射机可根据现场情况，采用单频发射或射频发射(音频适用于远距离，射频适用于近距离、有干扰的场合);接收机通过感应磁棒感应信号确定路灯电缆的路径及故障点，轻松操作，对路灯电缆故障点进行精确定位
1 故障的类型
电力电缆由于机械损伤、绝缘老化、施工质量低、过电压、绝缘油流失等都会发生故障。根据故障性质可分为低电阻接地或短路故障、高电阻接地或短路故障、断线故障、断线并接地故障和闪络性故障。
2 故障的判断方法 确定电缆故障类型的方法是用兆欧表在线路一端测量各相的绝缘电阻。一般根据以下情况确定故障类型：
(1)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于100Ω时，为低电阻接地或短路故障。
(2)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻，或芯与芯之间绝缘电阻低于正常值很多，但高于100Ω时，为高电阻接地故障。
(3)当摇测电缆一芯或几芯对地绝缘电阻较高或正常，应进行导体连续性试验，检查是否有断线，若有即为断线故障。
(4)当摇测电缆有一芯或几芯导体不连续，且经电阻接地时，为断线并接地故障。
(5)闪络性故障多发生于预防性耐压试验，发生部位大多在电缆终端和中间接头。闪络有时会连续多次发生，每次间隔几秒至几分钟。
3 故障的测试方法
过去使用的仪器设备有QF1-A型电缆探测仪、DLG-1型闪测仪，电缆路径仪及故障定点仪等。在20世纪70年代以前，广泛使用的电缆故障测试方法是电桥法，包括电阻电桥法、电容电桥法、高压电桥法。这种测试方法误差较大，对某些类型的故障无法测量，所以目前最为流行测试方法是闪测法，它包括冲闪和直闪，最常用的是冲闪法。冲闪测试精度较高，操作简单，对人的身体安全可*。其设备主要由两部分组成，即高压发生装置和电流脉冲仪。高压发生装置是用来产生直流高压或冲击高压，施加于故障电缆上，迫使故障点放电而产生反射信号。电流脉冲仪是用来拾取反射信号测量故障距离或直接用低压脉冲测量开路、短路或低阻故障。下面以故障点电阻为依据简述一下测试方法：
(1)当故障点电阻等于无穷大时，用低压脉冲法测量容易找到断路故障，一般来说，纯粹性断路故障不常见到，通常断路故障为相对地或相间高阻故障或者相对地或相间低阻故障并存。
(2)当故障点电阻等于零时，用低压脉冲法测量短路故障容易找到，但实际工作中遇到这种故障很少。
(3)当故障点电阻大于零小于100Ω时，用低压脉冲法测量容易找到低阻故障。
(4)闪络故障可用直闪法测量，这种故障一般存在于接头内部，故障点电阻大于100Ω，但数值变化较大，每次测量不确定。
(5)高阻故障可用冲闪法测量，故障点电阻大于100Ω且数值确定。一般当测试电流大于15mA，测试波形具有重复性以及可以相重叠，同时一个波形有一个发射、三个反射且脉冲幅度逐渐减弱时，所测的距离为故障点到电缆测试端的距离;否则为故障点到电缆测试对端的距离。
4 结束语
电缆故障测试技术水平的提高，应针对不同的故障性质采取不同的方法，还要不断引进新技术、新设备，同时也要在新设备上摸索经验，开发新的功能。如现采用的发音频信号给电缆，在故障点接收信号的测试技术，以及利用T16/910电缆故障测试仪的SDC系列高智能电缆故障闪测仪对故障点的精确定位。这些设备可以使其测量误差控制在几十厘米以内，直接找到故障点进行处理，提高了故障测寻的效率。
论文 基于DSP的电力电缆故障测距方法研究，共40页，18886字。
摘要
本课题通过对电力电缆故障的行波进行分析，结合低压脉冲法(雷达法)的原理进行了电力电缆故障测距的分析。通过低压脉冲算法对检测到的电力电缆的行波进行处理，得到故障点距离检测点的具体距离。在硬件方面选用TMS320vC5402，并分别对外围电路如电源电路、时钟信号与复位电路、A/D转换电路等进行了分别设计。在软件方面选用CCS2.0 DSP的开发环境，设计了DSP系统主程序流程图，并在CCS环境下验证其可行性。
电力电缆以其安全、可靠等优点，获得越来越广泛的应用。但由于电缆绝缘老化和机械损坏等因素，随着运行时间增长，故障发生概率会有逐年增加的趋势。因此，对电力电缆在线故障测距的需求越来越紧迫。本课题通过对电力电缆故障测距的常用方法及新的故障测距技术进行系统分析比较，发现要实现小电流接地系统电力电缆在线故障测距，需要深入考虑以下几个问题:故障行波在传播过程中的特性;故障点的特性对故障行波的影响;故障特征在测量点的变化特性以及如何准确确定故障行波到达时刻。
关键词：电力电缆; 行波;低压脉冲法;DSP
目 录
摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1课题的目的和意义 1
1.2 电力电缆的故障类型及其原因 1
1.3电力电缆的故障测距与定位理论的研究与应用现状 2
1.4电力电缆的在线测距方法 2
1.5论文主要内容 3
第二章 电力电缆故障定位方法 4
2.1电桥法 4
2.2低压脉冲法(雷达法) 5
2.2.1行波介绍 5
2.2.2低压脉冲反射法的原理 6
2.3基于低压脉冲反射法的电力电缆故障测距分析 9
2.3.1具体检测方法介绍 9
2.4反射计的介绍 10
2.5本章小结 11
第三章 数据处理系统的硬件设计 12
3.1 DSP介绍 12
3.1.1 DSP系统的特点 12
3.1.2 DSP的应用 13
3.2数据处理系统硬件总体方案 13
3.3 DSP芯片的选择 14
3.4 TMS320C54x系列介绍 15
3.4.1 TMS320vC5402介绍 15
3.4.2 TMS320vC5402的主要特点 16
3.5 DSP最小系统设计 17
3.6 A/D转换电路的设计 19
3.6.1数据采集硬件系统方案的选择 19
3.6.2数据采集硬件设计 20
3.7电平转换电路 21
3.8 TMS320vC5402与RAM, EPROM的逻辑控制设计 22
3.9电路抗干扰设计 23
3.10本章小结 24
第四章 数据处理系统的软件设计 25
4.1 DSP集成开发环境CCS2.0简介 25
4.2 DSP系统软件设计流程 26
4.3 D-S证据推理理论在电缆故障检测系统中的应用 27
4.4 DSP软件系统各模块的设计 28
4.5行波算法的软件流程 29
4.6模拟运行结果 29
4.7程序加载方式选择 30
4.8数据处理系统上电引导程序设计 31
4.9 本章小结 31
第五章 总结 33
5.1论文总结 33
5.2后期展望 33
参考文献 34
致谢 36
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