10kV配電網(wǎng)智能電纜的研發(fā)

郭清苗

摘要：隨著經(jīng)濟和各行各業(yè)的快速發(fā)展，新建和改建城市的供電均采用電力電纜，對電力電纜在工作中穩(wěn)定性、持久性有較高的要求。電線電纜在電力行業(yè)具有重要地位，隨著城市內(nèi)部的電力電纜逐漸增多，電力電纜出現(xiàn)的故障也逐漸增多。為了掌握故障的原因，降低故障發(fā)生頻率，技術(shù)人員應(yīng)在檢測中進行分析，找出相應(yīng)的原因，并制定規(guī)范的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：10kV;配電網(wǎng);智能電纜;研發(fā)

引言

電纜在配電網(wǎng)中的的使用越來越多，供電系統(tǒng)內(nèi)部電纜出現(xiàn)問題的幾率會變大。基于此，以電力電纜故障診斷為研究對象，采用小波奇異熵算法對電纜故障原始信號進行故障特征量提取，然后采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨別電纜故障類型。仿真結(jié)果表明本方案能夠準確辨別出故障類型，具有較高的精準度。

1配電網(wǎng)智能電纜的特點

依據(jù)智能電網(wǎng)技術(shù)需求開發(fā)的配電網(wǎng)智能電纜，就是在電纜導(dǎo)體內(nèi)植入新型光纖傳感器單元，通過與測控設(shè)備組合形成智能電纜系統(tǒng)，實現(xiàn)電纜運行動態(tài)測控、智能化運維管理、動態(tài)增容、狀態(tài)評估、風(fēng)險預(yù)警等功能，并提升運維管理效率，有效保證供電的可靠性。與傳統(tǒng)電纜相比，配電網(wǎng)智能電纜具有以下優(yōu)點：（1）采用新型光纖傳感器，彌補了傳統(tǒng)傳感技術(shù)的不足，具有獨特的優(yōu)勢：①光纖傳感器既是信號的傳輸介質(zhì)，又是敏感的傳感元件，具有靈敏度高，響應(yīng)速度快，與電子系統(tǒng)易兼容，可實現(xiàn)“傳輸”和“傳感”合二為一等優(yōu)點。②具有無源特性，可實現(xiàn)不帶電遠距離測量，解決了有源傳感器植入電纜無法取電的技術(shù)缺陷，并且不存在過電壓問題，不存在漏電和電擊危險，具有良好的安全性。③具有分布式特點，可沿電纜長度方向分布式布置，實現(xiàn)了長距離連續(xù)監(jiān)測，可探測出沿著電纜長度方向不同位置的物理量，如溫度、應(yīng)變等，實現(xiàn)真正意義的分布式監(jiān)控功能。④新型光纖傳感器不受電磁波干擾影響，具有很強的抗干擾能力。（2）新型光纖傳感器直接植入電纜導(dǎo)體，可更直接、更準確地監(jiān)測電纜運行的各項物理量。（3）隨著新型光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，為產(chǎn)品的升級開發(fā)帶來了無限可能。

2電纜常見故障分析

2.1傳輸電壓超負荷造成的電纜損傷

電力電纜自身所運用的材料有著相應(yīng)的絕緣等級，如出現(xiàn)了很大的過電壓如對地短路、雷擊等事故，電纜絕緣層就可能出現(xiàn)被燒壞擊穿的問題;電纜制造中的工藝和設(shè)計問題。電力電纜在設(shè)計制造中，鉛（鋁）護層容易留下破口等缺陷。絕緣包裹過程中，紙絕緣也容易出現(xiàn)破損、褶皺和間隙重疊等缺陷。電纜的附件制造中會出現(xiàn)鑄鐵件砂眼，瓷件機械強度不夠和組裝密封性不嚴等缺陷。電纜中間接頭和終端的制造過程中會出現(xiàn)防水和電場分布的設(shè)計缺陷或制造工藝問題，容易導(dǎo)致后期運行中發(fā)生故障。

2.2濕度較大導(dǎo)致的故障

常見的電力電纜都由絕緣層進行保護，防止受到外界環(huán)境溫度及濕度的侵擾，但是在實際電力電纜故障分析過程中也發(fā)現(xiàn)了部分故障是由于電纜受潮導(dǎo)致的。而這些故障的發(fā)生點通常是在電纜的接頭位置，而經(jīng)過故障因素檢測后，發(fā)現(xiàn)電纜的接頭質(zhì)量不佳，同時存在部分電纜接頭所處的環(huán)境濕度較大，腐蝕了電纜內(nèi)部保護套，使其出現(xiàn)裂紋，從而降低絕緣性和保護性，導(dǎo)致在遭受外界環(huán)境影響及內(nèi)部電流變化時出現(xiàn)電力故障。

3電纜故障維修的有效措施

3.1測聲法

測聲法根據(jù)故障電纜在放電過程中產(chǎn)生的聲音進行故障查找，這種方法對高壓電纜的絕緣層閃絡(luò)放電比較有效，在普通電纜中效果并不明顯。測聲法應(yīng)用的設(shè)備主要為直流耐壓試驗儀器，高壓電容器充電到相應(yīng)電壓范圍內(nèi)時，儀器會對電纜故障點進行放電，高壓電纜的絕緣層會出現(xiàn)火花放電的聲音。架空地面上安裝的電纜，可通過聽覺直接查找故障位置，若電纜安裝在地下，需要先確定并標(biāo)記電纜的總體走向，再利用相關(guān)技術(shù)進行定點測試，在檢測的過程中放電聲明顯的地段，就是電纜的故障點。在沒有定點儀器、相關(guān)檢測設(shè)備時，需要借用助聽器、聽診器進行查找，查找時需要將相關(guān)設(shè)備貼近地面，沿著電纜安裝的走向進行移動，聲音最大處為電纜的故障點，使用測聲法時應(yīng)注意安全，測試過程中需要安排安全管理人員進行監(jiān)督，避免在查找過程中出現(xiàn)人身安全隱患問題。

3.2優(yōu)化電纜敷設(shè)技術(shù)

經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，工作人員基于現(xiàn)實情況，因地制宜地開展電纜安裝與施工部分工作，其施工效果更為理想。針對雨量較多或本身地下水位較高的施工地點，工作人員可以借助直埋敷設(shè)技術(shù)輔助工作。該部分施工工作的順利開展，能夠降低地下水對電纜的不良影響，所在區(qū)域的電纜安裝質(zhì)量將因此大幅提升。至于需要高密度進行施工的區(qū)域，施工人員可以借助隧道鋪設(shè)方法輔助施工。筆者認為，施工人員結(jié)合地理特征、電纜鋪設(shè)需要，合理開展敷設(shè)部分工作，能夠使電纜安裝質(zhì)量與應(yīng)用質(zhì)量得以保證。

3.3解決電纜腐蝕及老化問題的方法

電纜出現(xiàn)腐蝕及老化問題通常是與周圍環(huán)境有關(guān)，想要提高電纜的使用壽命，還需要對電纜所處的環(huán)境進行嚴格的控制。為了減少電纜腐蝕情況的發(fā)生，需要盡可能選擇較為中型的環(huán)境，確保熱源地點離電纜有一定的距離，從而保障電纜的質(zhì)量，提高使用效率。另外，為了減少電纜老化問題，需要對電瓷構(gòu)件進行更新，淘汰鐵腳鑲?cè)胧降碾姶蓸?gòu)件，并對一些容易發(fā)生老化損壞的絕緣電磁器件進行更換，以便更好地提高電纜的使用壽命。除此之外，為了提高絕緣等級，還可以在電纜附近安裝防雷裝置，避免電纜受到破壞。

3.4落實電纜施工的全程質(zhì)量監(jiān)督

首先要從前期規(guī)劃角度出發(fā)，在采購電纜構(gòu)件的過程中，針對采購商的產(chǎn)品資質(zhì)及信譽保障進行嚴格審查，產(chǎn)品的運輸及儲存環(huán)節(jié)都要落實質(zhì)量監(jiān)管，嚴格剔除參數(shù)不合格的構(gòu)件。在電纜施工的過程中，要確保施工工藝和施工需求相符，同時要結(jié)合不同的施工環(huán)境來落實電纜保護措施，例如針對地下水成分復(fù)雜的環(huán)境，要及時針對電纜的外保護層進行防腐蝕處理。在電纜鋪設(shè)作業(yè)完成后，要階段性地檢測電纜的運行質(zhì)量和基礎(chǔ)性能是否良好，尤其是針對使用了一定時間的電纜進行嚴格的質(zhì)量監(jiān)測，分析其散熱性能及絕緣性能。另外，針對生產(chǎn)商，在生產(chǎn)電纜及相關(guān)附屬構(gòu)件的過程中，必須要嚴格落實工藝標(biāo)準化、生產(chǎn)科學(xué)化、管理全面化的生產(chǎn)制度，從生產(chǎn)源頭上杜絕產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷，才能進一步提升電纜的安全運維效率，減少故障發(fā)生的概率，降低對電力系統(tǒng)及供電服務(wù)的不良影響。

結(jié)語

隨著社會發(fā)展及居民生活質(zhì)量的提升，對電力系統(tǒng)的要求也更加嚴格，因此需全面提升電力電纜的日常運維工作質(zhì)量。在電力電纜的故障案例基礎(chǔ)上進行因素分析，我國各城市、工廠、企業(yè)中廣泛應(yīng)用電力電纜，電力電纜具有鋪設(shè)隱蔽、運行可靠、美化周邊環(huán)境等特征。電纜是城市供電系統(tǒng)中較為重要的組成部分，對供電的安全性、可靠性均具有重要意義。在10kV供電線路的運行中，電纜影響人們的正常生活、工作用電，相關(guān)電力供電企業(yè)工作管理人員應(yīng)加強對電纜的維護工作，確保在供電過程中的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，滿足人們對日常生產(chǎn)生活用電的基本要求，提升電纜供電質(zhì)量，推動供電企業(yè)的長效發(fā)展與運營。

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