王小冬

摘 要：隨著現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們的用電量也越來越大。因此，高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)變得至關(guān)重要。本文第一部分主要介紹了高壓電力電纜產(chǎn)生故障的原因，第二部分則介紹了故障狀態(tài)下護(hù)層電流在線檢測及故障診斷技術(shù)，從四個方面出發(fā)做出了詳細(xì)的研究，第三部分則重點闡述了高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測原理，第四部分研究了高壓電力電纜護(hù)層電流的故障診斷，希望本文能夠給予相關(guān)人員參考意見，保障電力電纜的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)電力系統(tǒng)實現(xiàn)更大的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜 護(hù)層電流 在線監(jiān)測 故障診斷

引言

在城市的輸電系統(tǒng)當(dāng)中，高壓電力電纜發(fā)揮著巨大的作用，但是在實際的運行過程當(dāng)中會受到各方面因素的影響，產(chǎn)生各種故障問題，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)與生活，帶來了許多的不便。因此我們必須要采取多種措施進(jìn)行監(jiān)測和診斷，保障電力系統(tǒng)運行的安全性。

一、高壓電力電纜產(chǎn)生故障的原因

造成高壓電力電纜產(chǎn)生故障的原因有很多種，主要是外力因素和內(nèi)部因素。正確分析電纜故障產(chǎn)生的原因，了解電纜敷設(shè)環(huán)境，確切判斷出電纜故障性質(zhì)，選擇合適的探測方法，快速、準(zhǔn)確地判定出故障點，能夠提高供電可靠性，減少故障修復(fù)費用及停電損失。

其中外力因素包括被水浸，電纜被水浸泡后就會嚴(yán)重?fù)p害電纜的絕緣程度，造成接地故障而發(fā)生安全事故。溫度的腐蝕也是造成故障的原因之一，外界的火源或是熱源會造成電纜溫度過高，導(dǎo)致短路。還有就是在施工的過程當(dāng)中由于工作人員操作不當(dāng)；受到外界的破壞等等原因。

內(nèi)部因素是由于電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，導(dǎo)致芯片發(fā)熱，產(chǎn)生附加熱量，使電纜溫度升高，長期超負(fù)荷運行，會極大程度的引發(fā)故障?；蚴请娎|中護(hù)層電流本身發(fā)生短路，電纜對地產(chǎn)生連接，這樣就會使高壓電力電纜的絕緣性電阻下降，產(chǎn)生故障。還有就是電纜本身使用的時間過長，電纜發(fā)生了老化以及腐蝕現(xiàn)象。電場分布設(shè)計不完善、材料選用不當(dāng)、制作工藝不良、不按操作規(guī)程要求制作等，都會造成電纜頭絕緣故障，絕緣層上出現(xiàn)褶皺、裂損、破口和重疊間隙等缺陷。

二、故障狀態(tài)下護(hù)層電流在線檢測及故障診斷技術(shù)

2.1交叉互聯(lián)接線方式的電流計算

護(hù)層電流是感應(yīng)電流和電容電流的和，根據(jù)這一點可以知道實現(xiàn)三相高壓電纜護(hù)層電流的交叉轉(zhuǎn)換是由于在交叉互聯(lián)電纜的接頭處裝有了交叉互聯(lián)接地箱設(shè)備以及同軸電纜。其中，同軸電纜是由兩根軸心相同的絕緣性金屬導(dǎo)體構(gòu)成，作為電纜的連接裝置大多應(yīng)用在連接線上。同軸電纜主要是為了降低波阻抗，降低保護(hù)層的電壓，同時還能很好的起到防水作用。另外，同軸電纜的合理應(yīng)用能夠起到抗干擾的作用，相鄰的電纜的護(hù)層電流能夠?qū)νS電纜進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)入到交叉互聯(lián)箱的內(nèi)部，實現(xiàn)換位轉(zhuǎn)換。

2.2接頭處松動造成的開路故障

電纜出現(xiàn)故障很大的原因是因為電纜接頭處連接發(fā)生了松動，接頭處松動的原因是由于在安裝電纜的時候故障人員的不正確操作造成的，或是受到一定的外力破壞，人為的破壞電纜的裝置。這樣就會導(dǎo)致電纜被斷開，在正常的條件下無法形成一個閉合的回路，因此出現(xiàn)故障的護(hù)層電流就會變成0。

2.3互聯(lián)箱進(jìn)水

我國很多地區(qū)降雨量大，因而很多露天的電纜與附件經(jīng)常會出現(xiàn)滲水問題，甚至是被淹沒。交叉互聯(lián)箱遭到損壞，雨水滲透到互聯(lián)箱的內(nèi)部，使得護(hù)層保護(hù)器被淹沒，產(chǎn)生短路故障。同時水體成分的不同對電阻的影響也不同，比較混雜的污水的電阻很低，這樣就會使得互聯(lián)箱內(nèi)外水體的相連性，水體的總體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過其深度，如果交叉互聯(lián)箱長期的處于污水的浸泡狀態(tài)的話，就會導(dǎo)致護(hù)層的兩端接地，加大感應(yīng)電流，產(chǎn)生故障。

2.4接頭處環(huán)氧預(yù)制件被擊穿

如果高壓電纜的接頭處被擊穿的話，就會導(dǎo)致電纜左右兩側(cè)的金屬護(hù)層相連接，直接損害系統(tǒng)，增大護(hù)層電流，護(hù)層電流升高的話就會導(dǎo)致環(huán)氧預(yù)制件快速發(fā)熱，而散熱問題卻不能很好的解決，這樣的話就會一旦預(yù)制件被擊穿，兩條護(hù)層電流會受到嚴(yán)重的影響[2]。

三、高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測原理

高壓電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測裝置通過利用前端電流監(jiān)測裝置對高壓電纜接頭處加裝0～100A單模精確CT電流互感器及精確接地環(huán)流采集裝置實時監(jiān)測110kV及以上高壓電纜的每個高壓電纜金屬護(hù)層接地點的電流參數(shù)，并利用GPRS無線通信方式把告警信息發(fā)送到監(jiān)控中心，然后再由管理人員對前端監(jiān)測點進(jìn)行定位，同時將其告警信息發(fā)送到相關(guān)維護(hù)人員的手機上，以便及時對發(fā)生故障的電纜進(jìn)行更換或搶修[3]。

高壓電力電纜在線監(jiān)測有三個監(jiān)測部分，計算機處理系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、溫度控制監(jiān)測系統(tǒng)。計算機處理系統(tǒng)將所有的電纜連接起來，利用傳感器對電纜的溫度作了進(jìn)一步的分析，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)傳到計算機總系統(tǒng)，這樣就能及時的對電纜中出現(xiàn)的各種故障，故障的位置、故障的類型等做出進(jìn)一步的分析處理，這樣就能有效的進(jìn)行監(jiān)測。

在進(jìn)行對高壓電力電纜的在線監(jiān)測以及故障診斷的時候首先需要對有關(guān)電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、記錄，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是由多個感應(yīng)器組成的，在實際的運行當(dāng)中計算機系統(tǒng)可以永久的保存監(jiān)測到的所有數(shù)據(jù)，并且展示。

四、高壓電力電纜護(hù)層電流的故障診斷

選擇一條線路長度為1.5千米，電壓為110kv的電纜作為仿真對象，對電纜的原始數(shù)據(jù)、長度、電容率等，作出具體的測量，根據(jù)護(hù)層電流為感應(yīng)電流與電容電流的和來進(jìn)行計算，得出最后的護(hù)層電流測量值。

在仿真的實際過程當(dāng)中，對高壓電力電纜護(hù)層電流做數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷的時候需要選取實際的電纜作為研究對象，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與仿真，這樣就能夠清晰的了解到電流的實際變化情況。在系統(tǒng)的具體運行過程當(dāng)中，電纜對應(yīng)的三相負(fù)荷電流并不完全相同，差別很小，其造成的影響基本上可以忽略。根據(jù)電纜的故障分析可以知道護(hù)層電流與負(fù)荷電流的比值數(shù)為1，在電纜發(fā)生故障的時候，其比值就會變大，最大達(dá)到5[4]。

通過研究可得知，當(dāng)電力電壓發(fā)生故障的時候，可以建立一種三相交叉互聯(lián)電纜護(hù)層電流的模型，科學(xué)的分析其數(shù)據(jù)以及動態(tài)變化，建立等效電力圖。當(dāng)電纜接頭發(fā)生互聯(lián)箱滲水或是預(yù)制板擊穿故障的時候，電流的數(shù)值將會增大。

結(jié)束語

雖然現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是在實際的運行過程當(dāng)中，會出現(xiàn)電流過高而使電力電纜出現(xiàn)故障的問題，因此需要做好對電力電纜的在線監(jiān)測與故障診斷。電纜的材料選擇、制作工藝等都會使電纜出現(xiàn)故障，造成一定的損失，需要根據(jù)電壓的實際情況，做好電纜的選擇與維護(hù)。高壓電纜金屬護(hù)層環(huán)流的在線監(jiān)測可以監(jiān)測電力電纜金屬護(hù)層自身的狀態(tài)，也可以監(jiān)測主絕緣的品質(zhì)狀態(tài)和高壓電力電纜其它故障。

總而言之，通過對電纜出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，有效的進(jìn)行在線監(jiān)測與故障診斷，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的有效進(jìn)步，促進(jìn)電力事業(yè)的長久發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁燕嶺，周灝，董杰等.高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)[J].高電壓技術(shù)，2015，41（4）：1194-1203.

[2]許華君，朱國朋.高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2016，（2）：78-78.endprint