智能電網(wǎng)中電力電纜故障診斷技術(shù)應(yīng)用研究

余年春，付亮，楊千帆，高新昀

（國(guó)網(wǎng)武漢供電公司檢修分公司電纜運(yùn)檢室，武漢430000）

1 引言

在現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展中，電力能源的重要性日益突顯，直接影響著人民群眾的日常生活和生產(chǎn)，一旦引發(fā)電力事故極易造成嚴(yán)重后果，這就需要電力企業(yè)對(duì)各項(xiàng)故障進(jìn)行快速定位和修復(fù)?，F(xiàn)階段，電力電纜供電安全、可靠性有所提升，這就使得電力電纜在電力系統(tǒng)、工業(yè)和城市用電中得到了廣泛的應(yīng)用，其不僅安裝便利，還能夠美化環(huán)境。在智能電網(wǎng)的快速發(fā)展中，電力電纜的安全、質(zhì)量、故障定位和探測(cè)技術(shù)將成為電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。

2 電力電纜故障產(chǎn)生的原因

在社會(huì)的發(fā)展中，電力電纜故障在很大程度上影響著人民群眾的日常生活，為了有效地改變這一現(xiàn)狀，電力技術(shù)人員需要分析電力電纜故障產(chǎn)生的原因，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。第一，絕緣介質(zhì)老化變質(zhì)，由于電纜負(fù)載運(yùn)行后，受到電力負(fù)荷的影響，絕緣保護(hù)介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，這就會(huì)在一定程度上影響電力電纜的性能，嚴(yán)重的還會(huì)喪失絕緣能力。第二，電力電纜過(guò)熱。造成這一故障的主要原因有電纜內(nèi)部氣隙游離，局部熱量不斷增加，絕緣材料老化，電纜處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效散熱，如地埋電纜通風(fēng)條件差，在高溫的影響下出現(xiàn)材料老化問題。第三，機(jī)械損傷。造成機(jī)械損傷的主要原因分別是：首先，在外力作用的影響下，如施工和運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)意外損傷，電纜性能受到影響；其次，受電纜敷設(shè)的影響，如過(guò)大壓力的作用，絕緣材料或保護(hù)層被損傷；最后，受自然力的影響，兩端接頭位置會(huì)出現(xiàn)膨脹電纜，這時(shí)護(hù)套會(huì)開裂，且在氣候變化的影響下，出現(xiàn)自然張裂現(xiàn)象。第四，電力電纜絕緣層設(shè)備在電壓承受壓力的情況下，雷電過(guò)電壓運(yùn)行過(guò)程中，超出一定限制時(shí)會(huì)擊穿絕緣層，其主要原因是在室外環(huán)境中電纜終端頭出現(xiàn)過(guò)電壓，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)安全事故。第五，材料缺陷。如電纜缺陷、電纜附件缺陷、絕緣材料缺陷等，都會(huì)引發(fā)電力電纜事故。第六，護(hù)層被腐蝕。在電解液的化學(xué)作用下，電纜外的鉛包極易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，護(hù)層腐蝕會(huì)因發(fā)生的各項(xiàng)因素程度差異出現(xiàn)細(xì)孔。

3 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。

4 電力電纜故障診斷技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，電力電子設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其本質(zhì)是普通的系統(tǒng)故障診斷技術(shù)和調(diào)控技術(shù)，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)潮流調(diào)配提供支持，提升電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，減少電力事故的發(fā)生。

4.1 震蕩波檢測(cè)技術(shù)

震蕩波檢測(cè)技術(shù)是一種應(yīng)用普遍的離線電纜局放檢測(cè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是對(duì)充電后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)回路的電纜放電電流中的脈沖信號(hào)進(jìn)行診斷和分析，進(jìn)而判定電纜中的放電情況和故障點(diǎn)，以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地判斷電纜的健康狀況，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并判斷電纜故障，為電纜運(yùn)行的持續(xù)性和穩(wěn)定性提供支持[1]。電力技術(shù)人員在應(yīng)用震蕩波檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，需要針對(duì)檢測(cè)電纜進(jìn)行直流加壓，確保電壓值達(dá)到預(yù)定值，還需要合上高壓固態(tài)開關(guān)，利用設(shè)備電感和被檢測(cè)電纜電容產(chǎn)生諧振，這樣被檢測(cè)電纜終端能夠獲取阻尼震蕩電壓，通過(guò)分析電纜的各項(xiàng)運(yùn)行信息，利用固定電感和被檢測(cè)電纜形成的阻尼震蕩回路以及相關(guān)配置，確保電壓震蕩頻次和工頻頻次一致。

4.2 阻尼震蕩波電壓檢測(cè)技術(shù)

電力技術(shù)人員需要根據(jù)震蕩波電壓下的電力電纜局部放電進(jìn)行檢測(cè)，建立故障識(shí)別制度，在脈沖分離技術(shù)的抵御干擾下，與多模式分離技術(shù)組合，能夠迅速、準(zhǔn)確地判斷電纜故障形式，并由智能電網(wǎng)識(shí)別電纜電線故障形式，進(jìn)而判斷故障點(diǎn)，及時(shí)地進(jìn)行有效處理，確保供電的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在未來(lái)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?，F(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，電力技術(shù)人員需要認(rèn)識(shí)到智能電網(wǎng)的重要性，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。