電力電纜故障分析與診斷方法的研究

侯佳楠

摘要：在當(dāng)前我國(guó)電力需求量不斷增加的背景下，全國(guó)各地都建立了高壓電力電纜，這都是因?yàn)楦邏弘娏﹄娎|具有穩(wěn)定性相對(duì)較高、后期維護(hù)工作量相對(duì)較小的特性，但這也并不代表高壓電力電纜不會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題。這主要是因?yàn)楦邏弘娏﹄娎|在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)受到各種外界因素的影響，這些都會(huì)導(dǎo)致高壓電力電纜在后期應(yīng)用中，容易出現(xiàn)故障問(wèn)題，這就需要相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的在診斷處理。那么，本文就對(duì)高壓電力電纜故障原因進(jìn)行深入的分析，并闡述對(duì)應(yīng)的故障診斷處理方法，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行都有著非常重大的意義。

關(guān)鍵詞：電力電纜;故障分析;診斷方法

1電力電纜常見(jiàn)故障及原因分析??????? 1.1 電力電纜絕緣性下降??????? 電力電纜在運(yùn)行的過(guò)程中由于電流較大的緣故會(huì)使得電纜產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，當(dāng)電纜受到發(fā)熱以及化學(xué)腐蝕和機(jī)械作用下會(huì)使得電纜的絕緣介質(zhì)產(chǎn)生較為明顯的物理或是化學(xué)變化，從而使得電力電纜的絕緣介質(zhì)的絕緣性大幅下降，影響電力電纜的安全使用。同時(shí)在電力電纜的使用過(guò)程中，由于周邊環(huán)境的水分含量較高或是電力電纜的中間接頭因密封性不好而導(dǎo)致電力電纜受潮都會(huì)造成電力電纜的絕緣性的下降。在電力電纜的生產(chǎn)過(guò)程中如電纜鉛包時(shí)留有砂眼或是裂紋等缺陷都會(huì)使得電力電纜的受潮幾率大幅增加。??????? 1.2 電力電纜過(guò)熱??????? 電力電纜在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，如出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致電力電纜過(guò)熱從而影響電力電纜的正常使用。造成電力電纜過(guò)熱的原因較為復(fù)雜，其中內(nèi)因多是由于電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙游離所造成的局部受熱，從而使得電力電纜的絕緣炭化。外因可能是由于電力電纜安裝的位置處電力電纜分布較為密集，處于干燥管中的電纜數(shù)量較多會(huì)使得電纜的散熱不暢而導(dǎo)致電力電纜的絕緣性加速下降。??????? 1.3 電力電纜遭受外部機(jī)械損傷??????? 電力電纜所造成的外力損傷主要是由于電纜在運(yùn)輸過(guò)程中車輛振動(dòng)、電纜相互碰撞等原因所造成的，機(jī)械外力的作用會(huì)使得電力電纜受力變形從而使得電力電纜內(nèi)部的絕緣氣隙遭到破壞從而使得電力電纜的絕緣性大幅下降。??????? 1.4 電力電纜外護(hù)層遭到腐蝕??????? 電力電纜由于受到外界環(huán)境的作用會(huì)使得電纜的鉛包由于化學(xué)或是電解作用而遭到腐蝕，在電力電纜的鉛包腐蝕過(guò)程中由于腐蝕的程度和性質(zhì)的不同會(huì)使得電力電纜的鉛包腐蝕呈現(xiàn)出不同的色彩及化合物，這類腐蝕現(xiàn)象會(huì)使得電力電纜的絕緣性及使用性能大幅下降，影響電力電纜的正常使用。??????? 1.5 過(guò)電壓所造成的電力電纜擊穿問(wèn)題??????? 在電力電纜的使用過(guò)程中，會(huì)由于大氣過(guò)電壓和內(nèi)部過(guò)電壓而使得電力電纜絕緣所承受的應(yīng)力超過(guò)允許值而造成電力電纜的擊穿，從而使得電力電纜故障。據(jù)統(tǒng)計(jì)，造成電力電纜擊穿的所發(fā)生在戶外接頭端且多是由于大氣過(guò)電壓所造成的。??????? 1.6 電力電纜中間接頭制作不當(dāng)而導(dǎo)致的電力電纜故障??????? 在電力電纜接頭制作的過(guò)程中，損壞電力電纜的內(nèi)絕緣層電力電纜接頭處密封不當(dāng)都會(huì)使得電力電纜在使用的過(guò)程中因潮濕問(wèn)題而導(dǎo)致電力電纜的絕緣性受損，進(jìn)而影響到電力電纜的正常使用。

2高壓電力電纜的故障類型分析??????? 要想對(duì)高壓電力電纜進(jìn)行有效的診斷處理，就需要充分了解高壓電力電纜的故障類型。首先閃絡(luò)故障就是一個(gè)常見(jiàn)類型，這是因?yàn)楦邏弘娏﹄娎|長(zhǎng)期處在超負(fù)荷的狀態(tài)下，導(dǎo)致電纜容易在高電壓負(fù)荷下被擊穿，但高壓電力電纜又能夠迅速封閉擊穿通道，這就容易出現(xiàn)輸電不穩(wěn)定的情況。其次斷線故障也是典型故障類型，通常都是高壓電力電纜出現(xiàn)全斷的問(wèn)題，從而導(dǎo)致電力無(wú)法正常運(yùn)輸。另外，還有接地故障，這也是高壓電力電纜所有故障類型中，最常發(fā)生的一種故障類型，由于高壓電力電纜導(dǎo)體對(duì)地?fù)舸灾劣诔霈F(xiàn)了貫穿性絕緣故障。最后，就是復(fù)合型故障，這就是指高壓電力電纜在發(fā)生故障時(shí)，不止有一種故障存在，對(duì)于這種類型，就直接將其稱為復(fù)合型故障。

3電力電纜故障診斷方法

3.1脈沖檢測(cè)法

首先，低壓脈沖法。在當(dāng)前的電力電纜探測(cè)中比較常見(jiàn)的方法就是低壓脈沖法，這種方法的原理就是采用微波脈沖波傳輸方式對(duì)故障實(shí)施探測(cè)。其探測(cè)原理就是脈沖波在傳輸當(dāng)中，如果遇到故障就會(huì)產(chǎn)生反彈預(yù)警，對(duì)于自動(dòng)裝置就會(huì)按照傳輸長(zhǎng)度和反彈長(zhǎng)度的差額實(shí)施核算，其核算長(zhǎng)度結(jié)果就是故障產(chǎn)生位置。然而低壓脈沖法因?yàn)閭鬏斝盘?hào)電壓比較低，只可以對(duì)電力電纜低阻故障和開(kāi)路故障實(shí)施探測(cè)。其次，高壓脈沖法。通過(guò)在電力電纜上施加高壓脈沖以識(shí)別故障點(diǎn)，在高壓脈沖過(guò)程中由電力電纜傳輸?shù)碾妷好}沖變高，并且當(dāng)滿足故障點(diǎn)時(shí)發(fā)生擊穿或放電現(xiàn)象。有發(fā)生。但是，由于故障點(diǎn)的高電阻會(huì)導(dǎo)致雙向高電壓和高電阻快速碰撞而導(dǎo)致放電或短路現(xiàn)象，相關(guān)技術(shù)維護(hù)人員通過(guò)短點(diǎn)定位識(shí)別故障點(diǎn)，可以找到。該方法比鎖定故障點(diǎn)處的低壓脈沖方法更快且更有效。最后，二次脈沖測(cè)量法。一些電纜的電阻接地在更高的水平上。傳統(tǒng)的電壓檢測(cè)方法不能很好地對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第二脈沖測(cè)量方法向電纜傳輸?shù)碗妷好}沖，當(dāng)脈沖通過(guò)高電阻的故障點(diǎn)時(shí)，它會(huì)發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)脈沖在另一端反射回來(lái)時(shí)，將記錄并存儲(chǔ)器件的波形，并計(jì)算故障點(diǎn)的距離。

3.2聲音檢測(cè)法

在電力電纜故障診斷過(guò)程中，聲音檢測(cè)方法是最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方法之一。聲學(xué)檢測(cè)方法的基本原理是跟隨電力電纜放電過(guò)程中產(chǎn)生的聲音。通過(guò)聲音，確定電源線故障的位置，最終解決故障。開(kāi)放式電源線無(wú)法識(shí)別電源線的故障點(diǎn)，因?yàn)殡娫淳€的聲音相對(duì)較小。為此，相關(guān)工作人員必須首先分析電纜方向并通過(guò)揚(yáng)聲器裝置的應(yīng)用來(lái)判斷故障。一個(gè)特定的地方。

3.3電容電流的檢測(cè)法??????? 在實(shí)際的高壓電力電纜運(yùn)行過(guò)程中，不論是電纜對(duì)地，還是相鄰兩電纜線之間，都會(huì)存在著較大的電容，這些電容都直接在高壓電力電纜均勻分布的。通常高壓電力電纜越長(zhǎng)，其電容量也就越大。因此，檢測(cè)人員能夠直接對(duì)高壓電力電纜的電容電流進(jìn)行測(cè)量，從而準(zhǔn)確測(cè)出故障的產(chǎn)生地點(diǎn)[3]。在電容電流測(cè)定法應(yīng)用過(guò)程中，主要應(yīng)用的設(shè)備就是交流電壓表、交流毫安表以及單相調(diào)壓器。在故障診斷操作中，先利用交流毫安表測(cè)量出高壓電力電纜首端每一相芯線的電容電流值，之后再測(cè)量末端每一相芯線的電容電流值，以此計(jì)算斷線芯線和完好芯線之間的電容比，結(jié)合計(jì)算的結(jié)果，就能夠大致確定高壓電力電纜芯線的斷線位置。

4電力電纜故障探測(cè)的創(chuàng)新技術(shù)方法

4.1紅外診斷技術(shù)

在電纜故障的情況下，由于阻抗的增加，電纜溫度可能會(huì)升高，并且可能超過(guò)電纜本身可承受的極限溫度。此時(shí)，需要測(cè)量線芯的溫度，并且可以使用紅外成像裝置來(lái)掃描線纜的溫度。紅外成像裝置直觀地檢測(cè)直覺(jué)電纜并根據(jù)溫度變化結(jié)構(gòu)確定故障點(diǎn)。

4.2高頻感應(yīng)技術(shù)

高頻感應(yīng)技術(shù)主要使用產(chǎn)生高頻信號(hào)的裝置，向電力電纜輸入高頻電流，產(chǎn)生高頻電磁波，在地面上采用探頭沿著電纜敷設(shè)路徑對(duì)電纜周邊的高頻電磁場(chǎng)進(jìn)行接收，在完成處理之后其結(jié)果就會(huì)在顯示屏當(dāng)中顯示，按照所顯示的數(shù)值大小就可以對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位。對(duì)于這種技術(shù)自身的信號(hào)能量比較高，并且信號(hào)源也非常的簡(jiǎn)單，裝置攜帶比較方便，整個(gè)信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng)，可廣泛用于電力電纜故障的檢測(cè)。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，高壓電力電纜本身就屬于整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要組成部分，根據(jù)高壓電力電纜的運(yùn)行環(huán)境特征，其必然會(huì)產(chǎn)生各種故障問(wèn)題，因此只有加大重視度，注重選擇合適的診斷方法，以此快速找準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的故障點(diǎn)，并進(jìn)行及時(shí)的診斷處理，確保高壓電力電纜的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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