沈瑞錫

【摘? 要】隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電力能源的需求不斷增多，為滿足人們的用電需求，我國(guó)加大了智能電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模。智能電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電纜故障，威脅到電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全和穩(wěn)定性。需要不斷優(yōu)化故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，采取科學(xué)有效的故障排除措施，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】電力電纜;故障診斷技術(shù);智能電網(wǎng)

引言

當(dāng)下，電力電纜與我們的生活息息相關(guān)，如果電力電纜出現(xiàn)故障，那么會(huì)很容易影響很多行業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，所以要及時(shí)地處理好故障問(wèn)題，盡可能地保障電力電纜的正常運(yùn)行。如果斷電斷網(wǎng)會(huì)影響到人們的正常生產(chǎn)生活，目前電力電纜的故障修復(fù)需要對(duì)故障加以分析和判斷，并且對(duì)故障加以修復(fù)和完善，建立完善的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，為電力供應(yīng)的安全性和可靠性提供支持。

1電力電纜故障智能診斷的必要性

在智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，電力技術(shù)人員需要實(shí)行智能診斷方式，有效地判斷電力電纜故障及其原因，為電能傳輸和分配的有效性提供支持。在未來(lái)智能電網(wǎng)中，智能診斷的相關(guān)因素主要有：首先，在未來(lái)智能電網(wǎng)中，由于分布式發(fā)電和風(fēng)電場(chǎng)接入，使得電流波動(dòng)日益復(fù)雜，這就使得電網(wǎng)設(shè)備面臨著嚴(yán)峻的壓力;其次，潮流和負(fù)載呈現(xiàn)出自動(dòng)化特點(diǎn)，難以利用常規(guī)方式進(jìn)行預(yù)測(cè);最后，智能電網(wǎng)需要投入大量的資金，這就使得電網(wǎng)設(shè)備控制呈現(xiàn)出復(fù)雜性特點(diǎn)，電力技術(shù)人員應(yīng)確保設(shè)備處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，在設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，才能夠?yàn)殡娋W(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)換提供更多信息支持。因此，電力技術(shù)人員需要掌握智能診斷的操作方法，這樣能夠提前避免故障的發(fā)生和計(jì)劃外停電現(xiàn)象，有助于及時(shí)地更改設(shè)備的最佳窗口時(shí)間。

2電力電纜故障原因分析

電力電纜故障的首要原因就是絕緣介質(zhì)老化變質(zhì)。由于電力電纜長(zhǎng)期持續(xù)性工作，使得電纜的外部絕緣材料會(huì)發(fā)生一定的變化，同時(shí)加之外部因素的影響，就會(huì)造成電纜嚴(yán)重降低絕緣能力。第二，就是電力電纜絕緣介質(zhì)受潮。由于電力電纜的接頭處本身的質(zhì)量問(wèn)題以及安裝技術(shù)問(wèn)題，通常情況下，電力電纜的接頭處都會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)不密封的現(xiàn)象。因此，就會(huì)導(dǎo)致電纜的接頭處經(jīng)常出現(xiàn)受潮的現(xiàn)象。同時(shí)，電纜線也會(huì)存有一定的缺陷，從而造成了電纜的絕緣介質(zhì)極其容易受到環(huán)境因素的影響，從而使得電纜無(wú)法正常使用。第三，就是電力電纜過(guò)熱。當(dāng)電力電纜線路被鋪設(shè)到底下時(shí)，電纜的絕緣介質(zhì)的內(nèi)部就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)氣隙游離的情況，進(jìn)而就是嚴(yán)重造成電力電纜出現(xiàn)局部過(guò)熱的問(wèn)題。尤其是對(duì)于一些電力電纜內(nèi)部通風(fēng)速度低于外部通風(fēng)速度的線路，其更加會(huì)容易出現(xiàn)電力電纜線路過(guò)熱的現(xiàn)象。一旦電力電纜出現(xiàn)局部線路過(guò)熱，那么就容易導(dǎo)致線路外部絕緣體老化，從而降低電力電纜外部絕緣效果。第四，就是機(jī)械損傷的原因。當(dāng)電力電纜投入到實(shí)際當(dāng)中進(jìn)行使用的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)一些外部因素造成電力電纜損傷的情況。由于電力電纜的接頭處或者絕緣處受到損傷，導(dǎo)致嚴(yán)重影響其正常使用。通常情況下，電力電纜的誤傷有以下幾方面：（1）其他施工項(xiàng)目在進(jìn)行項(xiàng)目施工過(guò)程中對(duì)電力電纜造成了誤傷。（2）在進(jìn)行施工過(guò)程中由于施工人員的不規(guī)范操作使得電力電纜的絕緣保護(hù)層出現(xiàn)了損傷。（3）由于一些自然因素使得電力電纜的接頭處或者是絕緣體受到傷害。第五，材料自身缺陷。在進(jìn)行電力電纜線制造過(guò)程中，由于制造材料不規(guī)范以及在進(jìn)行施工的過(guò)程中施工人員沒(méi)有對(duì)電力電纜線進(jìn)行成品檢查，故而使得電力電纜線出現(xiàn)了外部絕緣體缺損的現(xiàn)象。同時(shí)，由于電纜在進(jìn)行連接時(shí)需要一些零部件進(jìn)行輔助，而這些零部件在進(jìn)行加工時(shí)沒(méi)有達(dá)到質(zhì)量要求，故而當(dāng)對(duì)其進(jìn)行使用時(shí)，就會(huì)使得兩根電力電纜線之間就會(huì)出現(xiàn)接觸不嚴(yán)的現(xiàn)象，從而造成電力電纜出現(xiàn)故障。

3電力電纜故障診斷技術(shù)

3.1沖閃法

沖閃法是電纜故障診斷的基礎(chǔ)方法，與之相匹配的儀器的開發(fā)與利用，極大的方便了電纜的故障診斷與排除，該儀器在進(jìn)行電纜故障檢測(cè)時(shí)，主要是通過(guò)可能部位的確認(rèn)，為故障診斷提供了前提，提供了故障出現(xiàn)的基礎(chǔ)路徑，再通過(guò)更加準(zhǔn)確的儀器進(jìn)行故障的確定，如測(cè)距儀、高壓沖擊放電法、放電球、高壓脈沖電容、限流電阻、高壓電阻等，該技術(shù)操作較為復(fù)雜，對(duì)操作者的專業(yè)性要求高，并有一定的操作誤差，因此需要謹(jǐn)慎操作與選用。

3.2高頻感應(yīng)定位法

通過(guò)使用高頻信號(hào)波發(fā)生器高頻電流的電力電纜類型，以及由此產(chǎn)生的高頻電磁波，沿著路徑和接收的探針的電力電纜電纜在高頻電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)變化直接接收和處理后顯示在液晶屏幕上，根據(jù)顯示值的大小來(lái)確定故障點(diǎn)位置。高頻感應(yīng)定位方法和傳統(tǒng)的音頻感應(yīng)定位方法具有更多的優(yōu)點(diǎn)。高頻信號(hào)源比音頻信號(hào)源更容易實(shí)現(xiàn)，制造更簡(jiǎn)單，還可以減少定點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的體積和重量，為小型化、便攜化設(shè)備創(chuàng)造更有利的條件。此外，高頻信號(hào)的頻譜具有較強(qiáng)的抗干擾能力，在液晶屏幕上直接顯示的方式比依靠人耳辨別更加可靠和直接。采用高頻感應(yīng)定位方法也可以在恒工況下通過(guò)耦合接線方式完成在線故障檢測(cè)。

3.3震蕩波檢測(cè)技術(shù)

這個(gè)技術(shù)是基于在充電之后檢測(cè)電路當(dāng)中的放電電流的脈沖變化來(lái)來(lái)進(jìn)行分析，這樣就基本上可以對(duì)電纜當(dāng)中放電點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定。這種技術(shù)目前也是世界上應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，可以比較精確的測(cè)定當(dāng)前電纜的工作狀況，同時(shí)也可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)電纜當(dāng)中的安全隱患，這樣才能夠?yàn)殡娎|的健康運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。在檢測(cè)的時(shí)候，首先應(yīng)該對(duì)要檢測(cè)的電纜加一定電壓的直流電，然后等到線路內(nèi)的電壓上升到指定值。之后在閉合固態(tài)的高壓開關(guān)，使用一些電感設(shè)備在利用電纜的電容來(lái)產(chǎn)生共振，接著檢測(cè)出現(xiàn)在電纜終端的共振電壓的頻率。通過(guò)分析電纜的運(yùn)行信息結(jié)合檢測(cè)出來(lái)的共振頻率，可以有效的保證電壓的震蕩頻率周期和工頻的周期相同。

一般來(lái)講電纜當(dāng)中發(fā)生局部放電之后檢測(cè)得到的電脈沖的信號(hào)頻譜都是比較寬的，有的甚至可以達(dá)到幾百兆。所以在保證能過(guò)獲得足夠的數(shù)據(jù)樣本的情況之下，盡量多的過(guò)濾到一些干擾信號(hào)，這樣有利于電纜局部的檢測(cè)和在線的觀察分析。當(dāng)前通過(guò)使用的電纜局部檢測(cè)數(shù)據(jù)段都是集中在頻率比較低的一個(gè)頻段。這樣做的一個(gè)重要目的就是為了能夠避開檢測(cè)信號(hào)當(dāng)中的百兆之下的干擾噪音，從而有效的提升了測(cè)量的精度。但是這樣做也有著一定的弊端，主要是因?yàn)楹芏嗟哪芰啃盘?hào)都是出現(xiàn)在幾百兆的高頻區(qū)域之內(nèi)，所以這樣的測(cè)定結(jié)果往往很難反應(yīng)出局部放電的能量。除此之外這種檢測(cè)和處理方法對(duì)于絕緣體內(nèi)部間隙放電的檢測(cè)和診斷效果也不是十分明顯。

結(jié)語(yǔ)

在電力電網(wǎng)的發(fā)展中，智能電網(wǎng)將得到十分廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)階段，社會(huì)各界對(duì)用電質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求，智能電網(wǎng)中電力電纜的線路架構(gòu)比較復(fù)雜，以往的電力電纜故障檢測(cè)技術(shù)不再適合當(dāng)下當(dāng)下電力電纜系統(tǒng)的要求，需要使用更加高級(jí)的故障判斷技術(shù)，這樣才可以更加準(zhǔn)確有效地找到故障點(diǎn)，還可以做出及時(shí)的響應(yīng)。從而保證電力設(shè)施正常運(yùn)行，保障電力供應(yīng)的可靠性與穩(wěn)定性。

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（作者單位：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州博羅供電局）