李露露 李永培 周新月 杨宗云 王开正

10kV交联聚乙烯电缆内部多形态间歇性电弧故障建模

李露露 李永培 周新月 杨宗云 王开正

（昆明理工大学电力工程学院 昆明 650500）

间歇性电弧是电缆故障初期发展阶段的重要过程，该文以我国配电网中广泛使用的10kV交联聚乙烯电缆为研究对象，通过实验分析发现，电缆内部电弧与常规弧光对地击穿电弧波形存在明显差异，并在其发展过程中呈现出多种波形形态。该文通过梳理总结电缆内部间歇性电弧在随机演变中的共性，将其归结出振荡间歇性电弧、稳态间歇性电弧、半稳态间歇性电弧三类主要形态。从帮助电缆故障分析的外特性重现角度，以黑箱建模思路分别基于高斯随机脉冲、弧隙能量平衡理论和占比控制，构建出三类主要电弧形态的控制模型，并根据实验样本数据统计出各模型控制参数的分布范围。所提模型利用PSCAD仿真软件得到实现，与实验波形的对比表明，该文所构建的多形态电弧模型能有效模拟出三类间歇性电弧的主要特征。该多形态间歇性电弧的发掘丰富了电缆电弧的随机多样性，为电缆初期故障分析提供了新的模型基础。

电缆内部电弧故障 电弧模型 多形态 间歇性 交联聚乙烯

0 引言

10kV配电网系统中广泛使用的地下电力电缆具有金属护层的多层绝缘结构，且其金属护层通常经过接地极直接接地。当电缆出现局部绝缘缺陷时，会由线芯→主绝缘层→金属护层（地）→填充层→铠装层→外绝缘护套→敷设环境（空气/土壤）→大地的路径逐步击穿，并伴随弧光放电现象。……