1? 引言

大藤峽水利樞紐工程是國務院批準的珠江流域防洪控制性樞紐工程，也是珠江—西江經(jīng)濟帶和“西江億噸黃金水道”基礎(chǔ)設施建設的標志性工程。工程位于珠江水系西江流域黔江干流大藤峽出口處弩灘上，屬于紅水河梯級規(guī)劃中*末一個梯級，集防洪、航運、發(fā)電、水資源配置、灌溉等綜合效益于一體，粵港澳大灣區(qū)國家戰(zhàn)略實施、珠江流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展具有重要支撐和保障作用，被譽為珠江上的“三峽工程”[1]。

大藤峽水力發(fā)電廠 10 kV 廠用電采用的是中性點不接地系統(tǒng)，如果發(fā)生單相金屬性接地故障，故障相電壓為 0，非故障相相電壓升高為線電壓，但是此時系統(tǒng)還是對稱的，可以帶故障運行 2 h，提高了供電的可靠性，但如果長時間運行將會造成事故擴大。由于電廠的大部分電纜都為地下或混凝土穿管電纜，電纜金屬性接地后不易直觀找到接地點。在沒有電纜接地故障查找儀器的情況下查找更困難，因得不到及時的處理減小了設備供電的可靠性，增加了機組非停機的風險。針對電力電纜金屬性接地的情況，根據(jù)等效電阻的原理能利用直流電阻測試儀快速查找到接地點的距離，提高系統(tǒng)的供電可靠性 [2]。

2? 故障簡介

2.1? 10 kV 系統(tǒng)運行方式

6 號機組經(jīng)廠高變帶 10 kV Ⅲ段運行，10kV Ⅲ段和Ⅴ段、Ⅱ段聯(lián)絡運行，10 kV Ⅱ段帶 1 號機組廠用電。一次設備接線圖見圖 1。

2.2? 故障概述

某日 16 時，10 kV 保護裝置報警動作，運行人員查看 10 kV 母線電壓、各開關(guān)狀態(tài)及 1 號機組運行情況，發(fā)現(xiàn) 1 號機組運行正常，10 kV 與 400 V 開

關(guān)狀態(tài)正常無跳閘現(xiàn)象，10 kV Ⅲ段、Ⅴ段、Ⅱ段 A、B 相相電壓均升高至線電壓數(shù)值，C 相相電壓為 0。監(jiān)控報警信息如表 1 所示。

3? 故障處理

3.1? 接地線路的確定

通過拉支路法，依次斷開 10 kV Ⅱ段上的各用電負荷，故障信號未復歸排除右岸施工造成接地可能；在斷開 10 kV Ⅲ段船閘用電后故障信號復歸，確定接地點在 10 kV Ⅲ段船閘用電開關(guān)至船閘用電這一段上。檢查開關(guān)柜本體內(nèi)無發(fā)黑、無異味，看不到明顯接地點。解開兩側(cè)三相電纜頭進行電纜絕緣測量，使用 2 500 V 檔位絕緣電阻測試儀試驗 1 min，測得 A、B相分別對地絕緣電阻均大于 1 TΩ，絕緣正常。而 C相電纜使用 500 V 檔位進行測試，兆歐表無輸出電壓，顯示僅為 1 V 即短路狀態(tài)，判斷 C 相電纜接地短路 [3]。

該故障電纜型號為 WDZA-YJY3-8.7/15，由 6 號機組段下游副廠房經(jīng)電纜橋架、高壓電纜廊道、電纜埋管到船閘 10 kV 開關(guān)柜內(nèi) , 電纜全長 636 m，為整段敷設無中間接頭。電纜橋架*高處有 8 m，且電纜廊道電纜密集，環(huán)境復雜，非常不利于查找。透過開關(guān)柜底部縫隙觀察，電纜與孔洞周圍無放電發(fā)黑跡象。

3.2? 電纜接地點查找及處理

使用直流電阻測試儀采用三阻值法快速測量電纜金屬性接地點距離電纜終端的長度，按照測量方法將電廠側(cè)的 B、C 相短接，在船閘側(cè)分別測量 C 對地的直流電阻為 989.8 mΩ、B 對地的直流電阻為1 160 mΩ、B 對 C 的直流電阻為 174.8 mΩ 通過計算得出 C 相對地的直流電阻為 2.3 mΩ，再通過故障點長度 L=C 相對地的直流電阻 × 電纜橫截面積 / 電纜電阻率，得出短路故障點距離船閘側(cè)電纜終端大約 15.8 m。同理在電廠側(cè)測量 C 對地的直流電阻為 1 073 mΩ、B 對地的直流電阻為 1 085 mΩ、B 對C 的直流電阻為 171.6 mΩ 通過計算得出 C 相對地的直流電阻為 79.8 mΩ，再通過故障點長度 L=A 相

對地的直流電阻 × 電纜橫截面積 / 電纜電阻率，得出短路故障點距離船閘側(cè)電纜終端 547.2 m，通過測量電纜全長約為 563 m；綜上已精準判斷出 10 kV

Ⅲ段 3G12 柜至船閘 15G 柜 C 相故障接地點在距離船閘側(cè)電纜終端大約 15.8 m（電纜經(jīng)電纜埋管電纜進到船閘 15G 開關(guān)柜不能具體看到故障接地點）[4]。

用不同噸位的手拉葫蘆經(jīng)過多次嘗試都拉不出來電纜，所以判斷電纜因混凝土基礎(chǔ)變形位移壓破電纜絕緣層，從而引起電纜 C 相接地。將穿墻電纜前端截斷重新制作中間接頭和電纜頭后使用2 500 V 檔位重新測量 C 相電纜絕緣電阻為 500 MΩ滿足電纜絕緣要求?；匮b電廠側(cè)和船閘側(cè) 10 kV 開關(guān)柜電纜后送電一次性成功。

4? 電纜接地故障距離測量原理

計算電纜接地點距離的原理就是測量電纜終端對接地點的電阻 R，再利用導體電阻計算公式反算出銅導體的長度。

L=R×Sρ（1）

式中：L—電纜長度，m；S—電纜截面積，mm2；ρ—電纜電阻率，Ω·mm2/m。

公式雖然簡單但是電纜端頭到接地點的電阻是不能直接測量出來的，所以必須通過間接的方法計算出電纜終端到接地點的電阻，并且電纜必須是金屬性接地，如果不是金屬性接地則此方法不適用。

如上述故障處理過程所述，只要測量出兩相電纜的三個電阻值就能計算出故障點到電纜終端的電阻值。因為電纜都為金屬性接地所測得的電阻都為毫歐級別，所以萬用表測得的數(shù)據(jù)不準確必須使用直流電阻測試儀。

具體測量步驟如下：將故障相 A 的電纜兩端終端拆解，再找一相與故障相截面積相同的非故障相B（B 對地絕緣合格），將故障相 A 和非故障相 B 的一端用導線連接，使用直流電阻測試儀測量故障相A 對地的電阻值 RAN，測量非故障相 B 對地的電阻值 RBN，測量故障相 A 和故障相 B 相間的電阻值RAB。則利用以下公式就可計算出故障相 A 電纜終端到接地點的電阻 R。

R= RAN+RAB-RBN2 （2）

根據(jù)不同導線不同材質(zhì)的電阻率，例如銅的電阻率為 0.017 5 Ω·mm2/m。將計算出的電阻帶入公式（1）中，就可求出電纜終端到接地點的距離 [5]。

5? 等效電路及公式推導

如圖 2 所示，一段電纜 A 相中間 g 為故障接地點，其中一相 B 絕緣合格，并將 A、B 相一端的電纜終端連接。

電纜故障模型圖見圖 2 所示。

將各部導線用相應電阻等效如圖 2 所示，再將電路圖簡化如圖 3 所示，其中 B 相到接地點的電阻R3=R+R2，B 相 的 電 阻 R=R1+R2，RgN 為 故 障 點 g

到電源側(cè)地 N 的等效接地電阻。電纜故障等效電阻圖見圖 3 所示。

根據(jù)圖 3 等效電路圖，已知 A，B，N 三個端子間的電阻值，即可列出以下等式 :

RAN=R1+RgN RBN =R3+RgN

RAB =R1+R3

求解以上方程，則 R1= RAN+RAB-RBN2

6? 結(jié)束語

10 kV 配電線路單相短路接地故障是特別普遍的一種故障類型，對于電廠來說能快速找到故障點并隔離出故障線路才能保證設備的安全穩(wěn)定運行。在沒有專用電力電纜故障點定位儀器的條件下通過直流電阻測試儀科學的運用三阻值法，能迅速精準的找到電纜接地點，尤其對于那些不能直接檢查電纜的特殊情況特別適用。