高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測與故障診斷分析

王小冬

摘 要：隨著現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟(jì)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(gè)方面出發(fā)做出了詳細(xì)的研究，第三部分則重點(diǎn)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(shí)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(shí)際的運(yùn)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(yùn)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(diǎn)，能夠提高供電可靠性，減少故障修復(fù)費(fèi)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(yùn)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(shí)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(jì)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(jì)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(diǎn)可以知道實(shí)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(shí)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(shí)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?yàn)殡娎|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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測110kV及以上高壓電纜的每個(gè)高壓電纜金屬護(hù)層接地點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行定位，同時(shí)將其告警信息發(fā)送到相關(guān)維護(hù)人員的手機(jī)上，以便及時(shí)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(gè)監(jiān)測部分，計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、溫度控制監(jiān)測系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)總系統(tǒng)，這樣就能及時(shí)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(shí)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(gè)感應(yīng)器組成的，在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中計(jì)算機(jī)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(jì)算，得出最后的護(hù)層電流測量值。

在仿真的實(shí)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(shí)候需要選取實(shí)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(shí)際變化情況。在系統(tǒng)的具體運(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)際的運(yùn)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(shí)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