高壓電力電纜故障監(jiān)測措施的相關(guān)研究

朱軼瑾+鄭雯佳+何嘉超

摘 要：高壓電力電纜，其在電網(wǎng)系統(tǒng)中占有重要的地位。高壓電力電纜在運行中，存在一定的故障隱患，在高負荷用電的背景下，要采用故障監(jiān)測的手段，監(jiān)督高壓電力電纜的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障問題并處理，保障高壓電力電纜的安全與穩(wěn)定，降低故障發(fā)生機率和影響力度。本文以高壓電力電纜為研究對象，探討故障檢測措施的相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜；故障監(jiān)測；措施

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A

我國電網(wǎng)系統(tǒng)正處于逐步改革的狀態(tài)，在改革創(chuàng)新中，高壓電力電纜的規(guī)模越來越大，考慮到高壓電力電纜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用，全面實行故障監(jiān)測，致力于解決監(jiān)測中的故障問題，促使高壓電力電纜保持高效、穩(wěn)定的運行狀態(tài)，防止發(fā)生安全事故。高壓電力電纜的故障監(jiān)測措施，有利于提高運行的水平，預(yù)防運行風(fēng)險，體現(xiàn)了故障監(jiān)測措施在高壓電力電纜方面的實踐價值。

一、高壓電力電纜故障原因

分析高壓電力電纜故障的原因，如：（1）高壓電力電纜的生產(chǎn)制造，本身就是誘發(fā)故障的原因，電纜本體、連接點等未達到規(guī)范的指標標準，安裝到電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，有缺陷的高壓電力電纜，就會第一時間表現(xiàn)出故障問題；（2）調(diào)試方面的故障原因，高壓電力電纜安裝后，通過調(diào)試的手段，促使電纜進入到正常的運行狀態(tài)，實際在調(diào)試時，缺乏規(guī)范標準，或者未經(jīng)過調(diào)試就投入運行，都會對高壓電纜電纜造成故障影響；（3）外力破壞，鳥類遷徙、建筑改造以及人為破壞，都屬于外力破壞的范圍，在高壓電力電纜體系中，引發(fā)故障缺陷，在短時間內(nèi)就會造成斷電、短路的問題。

二、高壓電力電纜故障表現(xiàn)

高壓電力電纜故障，表現(xiàn)為絕緣故障、附件故障兩個部分，結(jié)合高壓電力電纜的運行，分析故障的具體表現(xiàn)，如下：

1.絕緣故障

高壓電力電纜的絕緣故障，在電纜運行一段時間后，經(jīng)常出現(xiàn)，運行時間越久，故障率的發(fā)生率越高。絕緣材料在高壓電力電纜中起到保護、防觸電的作用，絕緣材料受到環(huán)境條件的干擾，出現(xiàn)老化、破裂的情況，加速喪失絕緣性能，引起了物理變化，損壞了高壓電力電纜的絕緣設(shè)備和材料。絕緣故障中，最為明顯的是老化問題，高壓電力電纜的絕緣老化，降低了絕緣材料的保護性能，無法保障絕緣材料的安全性。

2.附件故障

高壓電力電纜的附件故障，是指在附件方面，引起放電、擊穿的故障問題。附件故障的表現(xiàn)有：（1）附件結(jié)構(gòu)，在剝離半導(dǎo)體的操作中，破壞到了電纜的附件，在附件表面，附著了大量的灰塵、雜質(zhì)，導(dǎo)致附件投入使用之后，產(chǎn)生了強大的電場，電場作用下灰塵、雜質(zhì)處于游離的狀態(tài)，加快了附件故障的發(fā)生速度；（2）附件制作時，連接位置有質(zhì)量缺陷，待附件工作中，缺乏有效的連接控制，接頭的位置，電阻數(shù)值過大，有明顯的發(fā)熱情況，嚴重時會誘發(fā)附件火災(zāi)；（3）附件安裝工藝不規(guī)范，如接頭、密封不規(guī)范，導(dǎo)致附件工作后，面臨著潮氣的干擾，降低了附件的工作能力。

三、高壓電力電纜故障監(jiān)測

1.在線監(jiān)測

在線監(jiān)測的應(yīng)用，在高壓電力電纜故障監(jiān)測方面，起到監(jiān)督、控制的作用，主要是監(jiān)測局部放電故障。在線監(jiān)測時，從高壓電力電纜結(jié)構(gòu)內(nèi)，選擇安裝電流傳感器的位置，如：交叉互聯(lián)箱、終端接地箱等，利用傳感器耦合的方法，采集系統(tǒng)中的電流量，直接傳輸?shù)皆诰€監(jiān)測中心，實時監(jiān)督高壓電力電纜的運行狀態(tài)。在線監(jiān)測中心根據(jù)傳送的狀態(tài)信息，評估電纜的運行狀態(tài)。

2.故障測距

高壓電力電纜故障監(jiān)測中的測距，屬于故障定位的關(guān)鍵指標，測距期間，嚴格規(guī)劃出故障的位置，快速、直接地找到故障點的位置。測距在故障監(jiān)測中，屬于重要的部分，輔助高壓電力電纜故障的定位水平，提高故障檢測及維護的工作效率。

3.監(jiān)測技術(shù)

高壓電力電纜有故障時，線路中的參數(shù)，有著明顯的變化，采用監(jiān)測技術(shù)，獲取參數(shù)的實際變化量，在此基礎(chǔ)上，推算出高壓電力電纜的故障，同時有效判斷故障的發(fā)生位置。列舉高壓電力電纜中，比較常用的監(jiān)測技術(shù)，如下：

電橋法。高壓電力電纜故障監(jiān)測時的電橋法，具有簡單、方便的特征，其應(yīng)用非常廣泛，其只能判斷故障，無法準確地判斷故障類別。電橋法中的電流稍小，采用的儀表儀器，要具有較高的靈敏性，降低故障監(jiān)測時的誤差。電橋法使用時，應(yīng)該測量非故障電纜相電阻，同時測量電橋法接入電纜相故障點前后的電阻值，比較后，找出高壓電力電纜故障的發(fā)生點。

萬用表法。在高壓電力電纜的故障監(jiān)測過程中，萬用表法短接了電纜內(nèi)的金屬屏蔽層以及電纜芯，也就是高壓電力電纜的終端，而始端測量短接的電阻值，電阻值讀數(shù)是無窮大時，說明高壓電力電纜系統(tǒng)中，有開路的故障，電阻值的讀數(shù)，高于兩倍線芯的電阻，表示系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)了似斷非斷的故障情況。高壓電力電纜的三芯電纜結(jié)構(gòu)，如果接入了金屬屏蔽層，就要考慮在終端位置，短接屏蔽層，采用萬用表，接入開始位置，直接測量三相間的實際電阻值，掌握絕緣層的電阻值。高壓電力電纜也存在著一些系統(tǒng)，沒有金屬屏蔽層，檢測相間電阻即可，判斷高壓電力電纜的性能和質(zhì)量。

低壓脈沖法。高壓電力電纜中的低壓脈沖法，需要在故障電纜結(jié)構(gòu)中，增加低壓脈沖信號，待脈沖到達故障點、接頭以及終端位置后，就會受到電氣參數(shù)突變的干擾，促使脈沖信號發(fā)生反射、折射的情況，此時運用儀器，記錄好低壓脈沖從發(fā)射一直到接收過程的時間差，計算出高壓電力電纜的故障區(qū)域。低壓脈沖法在高壓電力電纜的故障診斷方面，常見于低阻故障、開路故障，有一定的局限性，低壓脈沖的儀器，以矩形脈沖為主，考慮到脈沖寬度、發(fā)射脈沖和反射脈沖的重疊問題，合理選擇低壓脈沖法的儀器。

二次脈沖法。此類方法比較適用于高壓電力電纜的閃絡(luò)故障，配合高壓發(fā)生器沖擊閃絡(luò)的技術(shù)，促使二次脈沖，在電纜的故障點，表現(xiàn)出起弧滅弧的瞬間變化，進而出發(fā)低壓脈沖信號，經(jīng)過二次脈沖操作后，比較低壓脈沖的波形，規(guī)劃出高壓電力電纜的故障點。

沖擊閃絡(luò)法。高壓電力電纜的故障點位置，受到?jīng)_擊閃絡(luò)法的影響，形成了高壓脈沖信號，出現(xiàn)了擊穿放電的問題，也就是常見的閃絡(luò)現(xiàn)場。沖擊閃絡(luò)法在高壓電力電纜故障中，應(yīng)用最為廣泛，其可靈敏的檢測到電纜中的閃絡(luò)故障、高阻故障，通過放電的現(xiàn)象，評估高壓電力電纜的運行狀態(tài)。

結(jié)語

高壓電力電纜故障監(jiān)測措施中，要明確故障的發(fā)生原因和具體表現(xiàn)，由此才能提高故障監(jiān)測的水平，全面保護高壓電力電纜的安全運行。高壓電力電纜在電網(wǎng)的發(fā)展過程中，具有較大的潛力，必須要落實電纜故障監(jiān)測，優(yōu)化高壓電力電纜的運行環(huán)境，保障電網(wǎng)的安全性及可靠性，避免高壓電力電纜結(jié)構(gòu)中發(fā)生故障問題，提升電網(wǎng)運行的水平。

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