代永恒

（山東鋼鐵萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東 萊蕪 271104）

由于電力電纜應(yīng)用成本的下降，以及電力電纜自身所具有的供電可靠性高、對(duì)于人身比較安全、不受地面、空間建筑物的影響、不受惡劣氣候侵害、安全隱蔽耐用等特點(diǎn)，因而獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

然而，與架空輸電線(xiàn)路相比，雖然電力電纜的上述優(yōu)點(diǎn)卻為后期電纜的維護(hù)工作特別是故障測(cè)距與定位帶來(lái)了較大的難度，尤其電纜長(zhǎng)度相對(duì)較短、線(xiàn)路故障不可觀測(cè)性等特點(diǎn)都決定了電纜線(xiàn)路要求有更精確的故障測(cè)距方法。另一方面，電力電纜作為整個(gè)電力系統(tǒng)的重要組成部分，一旦發(fā)生故障將直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并且如故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，則可能導(dǎo)致火災(zāi)、大規(guī)模停電等較大的事故后果。電力電纜在電力系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，實(shí)現(xiàn)電纜的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有十分重要的意義。一旦發(fā)生故障，尋找和處理起來(lái)十分困難，不僅會(huì)浪費(fèi)人力、物力，而且會(huì)造成停電損失。

因此，如何快速、準(zhǔn)確地查找電纜故障，減少故障修復(fù)費(fèi)用及停電損失，成為電力工程領(lǐng)域與研究界日益關(guān)注的問(wèn)題。

1 解決問(wèn)題技術(shù)難點(diǎn)

電纜能否有效絕緣直接影響了電纜能否安全可靠運(yùn)行，因此電力電纜存在多種敷設(shè)方式，其中直埋敷設(shè)的應(yīng)用最多。由于電纜大多敷設(shè)在地下，導(dǎo)致無(wú)法對(duì)電纜絕緣進(jìn)行直接檢測(cè)和解決。因此，電力電纜的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)，能對(duì)電纜進(jìn)行快速的檢查、維修，有利于電纜可靠運(yùn)行。為了解決這種難點(diǎn)，接地線(xiàn)電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。此方法能夠同歸對(duì)電纜絕緣的下降情況進(jìn)行判斷并提前預(yù)警，實(shí)現(xiàn)事前預(yù)防的作用。

2 優(yōu)化措施

2.1 電纜接地線(xiàn)電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

2.1.1 在電力電纜中間箱處安裝了采集系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)電纜運(yùn)行情況進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

2.1.2 本主站系統(tǒng)采用基于Windows操作系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，內(nèi)置監(jiān)測(cè)電纜的名稱(chēng)、波速度、電纜長(zhǎng)度、歷史數(shù)據(jù)等信息。系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與各監(jiān)測(cè)終端通信，可以遠(yuǎn)程讀取各監(jiān)測(cè)終端記錄到的電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)波形數(shù)據(jù)，并自動(dòng)預(yù)報(bào)電纜故障。

2.2 優(yōu)化電流信號(hào)采集、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理環(huán)節(jié)。

2.2.1 電流信號(hào)采集環(huán)節(jié)。在電纜接地線(xiàn)的三相分別安裝了專(zhuān)用的電流高頻傳感器，高頻傳感器采集電纜接地線(xiàn)的電流，高頻電流采集帶寬：2～125MHz，電流傳感器產(chǎn)生CT二次信號(hào)。

2.2.2 信號(hào)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。電流互感器采集到的電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳輸?shù)诫娏鹘K端轉(zhuǎn)換器，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)檢測(cè)電路濾波、放大和采保，然后由低功耗單片機(jī)做A/D采樣，最后計(jì)算出負(fù)荷電流、短路電流、首半波尖峰電流和接地動(dòng)作電流值、穩(wěn)態(tài)零序電流、暫態(tài)零序電流。

2.2.3 信號(hào)處理環(huán)節(jié)。由轉(zhuǎn)換器對(duì)電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)CPU能夠處理的數(shù)字信號(hào)，CPU將采集到每路電纜出線(xiàn)的接地線(xiàn)電流值進(jìn)行分析。在一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段，在該統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)如果出現(xiàn)故障，如果累計(jì)次數(shù)達(dá)到1次即為1級(jí)告警，系統(tǒng)會(huì)以黃色方框的形式在主界面上顯示，如果累計(jì)次數(shù)達(dá)到3次即為2級(jí)告警，系統(tǒng)會(huì)以橙色方框的形式在主界面上顯示，如果累計(jì)次數(shù)達(dá)到5次即為3級(jí)告警，系統(tǒng)會(huì)以紅色方框的形式在主界面上顯示。

3 故障排除

此系統(tǒng)可以點(diǎn)擊查看所有線(xiàn)路出現(xiàn)的故障信息，并可按照時(shí)間進(jìn)行排序，有選擇的查看最近獲最早時(shí)間的線(xiàn)纜故障信息。用戶(hù)可選中某條故障記錄后，可雙擊鼠標(biāo)左鍵查看相關(guān)的波形文件，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)及排除故障如圖1所示。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

針對(duì)電纜運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高的情況，供電車(chē)間與廠家積極溝通，參與在線(xiàn)檢測(cè)裝置性能的改進(jìn)，提出了適合現(xiàn)場(chǎng)的新要求。

1 ）可以實(shí)現(xiàn)電力電纜在線(xiàn)故障預(yù)警。

2 ）實(shí)現(xiàn)電力電纜故障預(yù)警，便于供電部門(mén)提前或有計(jì)劃?rùn)z修，避免因電纜突發(fā)故障造成停電，減少因停電所造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)的不利影響，提高供電可靠性。

3 ）實(shí)現(xiàn)電力電纜故障點(diǎn)的測(cè)距，給電纜的檢修提供依據(jù)。

結(jié)論

經(jīng)過(guò)電纜接地線(xiàn)電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)踐，不改變電纜運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)，不占用現(xiàn)有系統(tǒng)資源，在電纜接地導(dǎo)體上安裝高頻電流傳感器，安全可靠，直接選定故障電纜線(xiàn)路。實(shí)現(xiàn)電力電纜在線(xiàn)故障預(yù)警，提前預(yù)警故障隱患。便于供電部門(mén)提前或有計(jì)劃?rùn)z修，避免因電纜突發(fā)故障造成停電，減少因停電所造成的經(jīng)濟(jì)損失以及對(duì)企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)的不利影響，提高供電可靠性。

[1]黃燁青.淺談電力線(xiàn)路接地線(xiàn)的重要性[J].中國(guó)科技博覽，2013（26）：39-41.

[2]付炳哲，石東.纜接地線(xiàn)電流在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].硅谷，2013（12）：24-25.