10kV电缆接地对设备的影响及如何查找接地点

引言

10kV 电缆在电力系统当中发挥着举足轻重的作用，它的安全运行与否直接影响着整个电力系统运行的稳定性以及设备运行的安全性。但是电缆接地故障在电力系统中却是一 个普遍存在而又危害严重的问题。接地故障在造成短路故障、破坏设备绝缘、增大电气火灾风险的同时，也会造成系统保护装置误动作、严重影响电能质量。所以及时、准确找到接地点，对确保电力系统安全、稳定运行具有十分重要意义。

1. 10kV 电缆接地对设备的影响

1.1 短路故障影响

短路故障发生后，电缆接地将引起电流剧增，并形成局部过热及电弧，很容易对设备电气系统造成损坏。在高压设备上，电缆接地现象常常会引发系统过载从而造成电流冲击过大，快速消耗了设备绝缘性能并造成电气元件电弧腐蚀和烧损等失效[1]。这一短路现象不但给供电系统带来了很大的破坏，而且还会影响电气设备正常工作，并可能会引发更大范围内的停机及设备故障，严重时会使设备遭到彻底破坏。当电气保护装置发现不及时时，还可能无法有效地切断电流而使故障继续扩大，造成不可逆转的危害。

1.2 设备绝缘损坏

电缆接地对电气设备绝缘系统有直接影响，特别是长时间接地或者接地电流过高时。电流在流经设备绝缘层时会产生很大的热效应使绝缘材料的温度不断上升，物理性能也逐渐劣化，最终使设备绝缘层出现老化，开裂甚至击穿等现象。尤其是高压电缆系统，由于电压波动及过电流等因素对绝缘冲击增强，产生高频振荡现象，造成绝缘系统局部击穿现象，从而影响装置运行可靠性。长时间绝缘损伤不但会使设备寿命缩短，而且会造成触电或者设备故障等安全隐患。

1.3 电气火灾风险

电缆接地故障会使局部电流非正常增加并产生大量热，增加电气火灾风险。10kV 电缆系统发生接地故障易导致电缆局部温度过高，特别是没有及时停电时电缆外皮和绝缘材料会因为温度过高发生烧损，构成火灾隐患。如果火灾扩散到设备机房或者供电线路上，则会造成大面积设备损毁以及人员伤亡。另外，因电缆接地故障常伴有电气设备高压电流影响，火灾蔓延极为迅速，一旦出现，抢险救援会面临更大的挑战。

1.4 系统保护装置误动作

电缆接地故障常引起系统保护装置的误动作，尤其当接地电流接近正常运行电流。当电流过载或者失稳时，保护设备会被误认是故障而引发断电或者跳 闸等事故，从而造成正常工作设备停运。这类误动作在造成设备停止运行的同时，也会造成非故障部分损 坏过大，提高维修成本并影响电力系统整体运行的稳定性和经济性。如果系统保护装置不能准确辨识接地故障性质及程度，则易触发频繁保护动作而使整个电力系统更加动荡。

1.5 电能质量下降

电缆接地对电力系统电能质量有严重影响，特别是对电压波动、谐波失真等方面。接地故障时系统内电流分布及电压波动发生显著改变，造成装置供电失稳，甚至会产生电压降低或过电压。这一改变将对与系统相连的所有装置造成影响，并产生诸如频繁电压跌落和瞬时断电等电能质量方面的问题，进而影响工业生产的平稳进行。对精密设备而言，电能质量劣化可能会使其误动作，性能降低甚至彻底破坏，从而使企业蒙受重大经济损失。

2. 10kV 电缆接地对设备的如何查找接地点

2.1 目视检查法等

目视检查法在寻找电缆接地故障时应用比较普遍，一般适合比较直观地诊断故障。现场作业中，检查人员对电缆外皮，接头和电缆槽道部位进行了观察，发现了可能存在的破损，烧焦痕迹或者局部变色的异常情况。尤其是电缆接头处因电流的集中易发生绝缘层的断裂或烧灼[2]。另外，场地周围环境中湿气，腐蚀及老化往往会以明显外部损伤形式出现。目视检查虽然简单，但其主要依靠经验及明显的外部症状而不能深入到电缆内部，所以作为一种初步的故障排查方法，该方法适用于与其它检测方法相配合对接地点进行进一步的确认。

2.2 绝缘电阻测试法等

绝缘电阻测试法是通过检测电缆与大地之间绝缘电阻，从而判断是否发生接地故障。实现时用兆欧表和其他测试仪器对电缆施加高电压来测试电缆对地绝缘电阻值。电缆接地后绝缘电阻值明显减小且有低于正常情况。该方法可直观地展示电缆绝缘健康状态，根据所测电阻值可定位潜在故障区域。采用连续多点测试并结合接地点分布特点能有效减小故障范围。这种方法非常适用于评估电缆的整体绝缘特性，但在处理复杂的接地问题时，可能需要结合其他高精度的检测技术来进行验证。

2.3 直流耐压法等

直流耐压法通过外加一定电压，对电缆绝缘强度及故障部位进行检测，是一种可靠手段。运行中利用直流高压测试设备对电缆施加比正常工作电压更高的电压来测试电缆中绝缘层能否耐受该电压强度。若电缆绝缘层有接地点或者断裂，在外加电压作用下会发生放电，说明电缆内发生了绝缘击穿或者接地故障。该方法能准确地探测出电缆薄弱环节及可能接地的位置，特别是对于微小绝缘损伤或者小区域故障的定位十分有效。但在高电压应用中需严格控制操作安全以免给设备或者人员带来危险。

2.4 脉冲电流法等

脉冲电流法施加短时高频脉冲电流，准确定位电缆的接地点。脉冲电流流过电缆时会由于接地位置电阻变化而造成电流分布不均匀，该不均匀性将在接地点出现不正常电磁信号。利用高频脉冲可通过对接收信号的分析来跟踪当前流的轨迹以精确定位接地点。该方法具有高精度和高效率等优点，能在复杂环境下给出明确故障指示，特别适用于远距离电缆故障检测，脉冲电流法有显著优点。尽管该装置价格较高，但是定位准确性使得该装置非常适合高难度接地故障排查工作。

2.5 音频识别法

音频识别法通过听取电缆接地位置释放的电磁波信号来检测故障。在电缆接地后，故障点会发出一定频率的电磁噪声，这些噪声可以通过专业的音频检测仪器进行拾取和分析。不同的故障类型和接地程度会产生不同频率和幅度的声音，操作人员可以通过对比这些信号来判断故障的具体位置。音频识别法具有非侵入性、操作简便、实时性强的特点，尤其适用于现场快速排查，但需要经验丰富的工作人员来解读信号。同时，对于环境噪声较大的场所，可能会受到干扰，需要使用高灵敏度的设备来增强准确性[3]。

结束语

综上所述，10kV 电缆接地故障严重威胁着电力设备及系统的安全，而及时、有效的找到接地点则是确保电力系统平稳运行的重点。采用目视检查，绝缘电阻测试，直流耐压测试，脉冲电流法和音频识别法多种方法，可迅速定位出故障点并采取相应修复措施。电力系统维护人员要结合实际情况，选用适当的检测方法来保证电缆线路安全、可靠地运行。才能够将接地故障对于设备及系统所造成的冲击降到最低，确保电力供应持续稳定。

参考文献

[1]吴志刚, 张东东, 李凯强, 敖犇.10kV 厂用电接地故障分析及运行维护研究[A]呼和浩特抽水蓄能电站投运十周年管理实践论文集[C]. 内蒙古自治区电机工程学会, 内蒙古自治区电机工程学会, 2024: 8.

[2]孙树森,陈平,马永明,胡晶晶,曹运刚,王龙.10kV 电缆金属护层接地方式对故障暂态行波特性的影响[J].山东理工大学学报(自然科学版),2016,30(01):41-45+50.

[3]贺光晏,刘勇,欧阳瑞隆,黄浩锋,胡海兵,林展洪.一起 10kV 电缆高阻接地故障的查找与分析[J].广东科技,2016,25(08):35-37.