分析高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术

(整期优先)网络出版时间:2018-12-22
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分析高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术

田波

(国网成都供电公司电缆运检工区四川省成都市610041)

摘要:本文主要以高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术为重点进行阐述,结合高压电力电缆护层电流出现的主要故障为主要依据,从局部放电故障诊断技术、脉冲故障诊断技术、温度故障诊断技术、电桥故障诊断技术、接地电流故障诊断技术这几方面进行深入探索与研究,其目的在于加强对高压电力电缆护层电流的在线监测和故障诊断,从而使高压电力电缆可以正常使用。

关键词:高压电力电缆;护层电流;在线监测;故障诊断技术

引言:

随着我国社会经济不断发展,我国电力领域得到了良好的改革,并且高压电力的应用水平得到了提升,在使用高压电力电缆时,因为受到多种因素的影响,产生了较多的故障,从而对高压电力的正常使用产生了一定的影响。电力电缆的质量对高压电力输送质量有着直接的影响,因此,需要针对出现的故障及时进行诊断和解决,从而使高压电力可以正常进行使用。本文针对高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术进行深入研究。

1.高压电力电缆护层电流出现的主要故障

高压电力电缆护层的故障类型较多,引起故障的原因也较为复杂,例如,电缆的接头处发生了松动的现象,此故障属于常见故障,引起此故障的主要原因是在安装电缆时,因为安装操作人员没有严格根据相关规定进行操作,有时也会因为受到外界的影响,从而使接头出现松动。电缆接头处松动,会使电缆被断开,从而无法形成有效的闭合电路,在电缆接头松动时,保护层的电流就会发生发生故障,电流为零。

在高压电力电缆护层电流故障中,较为严重的故障是电缆接头外环氧预制件击穿而引起的故障[1]。如果发生击穿的情况,电缆两侧的金属保护层会进行相接,从而影响了整体交叉互联系统,这时保护层电流会明显提升,电流上升会使接头内环氧预制件出现发热的情况,而热量无法得到扩散,以至于存在严重的安全隐患。环氧预制件击穿以后会直接影响到两条护层电流,从而影响到电缆线使用的安全性。

在高压电力电缆护层电流故障中,影响较大的故障是交叉互联进水。因为受到天气的影响,部分区域雨水量较大,并且因为交叉互联箱的表面出现漏损的情况,以至于高压电力电缆交叉互联箱进水。雨水在进入到交叉互联箱以后,对护层电流保护器进行掩盖,从而使电缆护层电流出现短路。水质会影响到电流电阻的大小,例如,污水的电阻较低,其和外界水进行联系,交叉联箱的深度小于水体总体积,污水淹没了护层电流保护器,从而使电流处于上升的状态,从而引起故障。

2.高压电力电缆护层电流在线监测的原理

高压电力电缆护层电流在线检测主要有以下几个部分,其一,计算机处理系统;其二,传感器系统;其三,温度控制检测系统[2]。在线监测过程中,计算机处理系统通过对模块进行装换,使各个电缆之间进行连接,然后在电缆的各个部门设置传感器系统,检测和分析电缆运行的温度,再把检测温度的数据传送回计算机处理系统中,最后利用软件对温度进行分析,从而找出出现故障的类型与位置。通过计算机处理系统,可以有效检测出发生故障的原因,并且减少了解决故障的时间,从而提升了解决故障的效率。

在线监测时,首先需要采集电流数据信息,采集数据信息系统主要是由多护层电流传感器构成,在运行过程中,交叉互连接地箱连接钳子形状护层电流传感器,此传感器主要是对电流量数据进行收集,处理系统可以对电流数据进行永久保存,并且,计算机处理系统可以充分发挥出自身对数据报表分析的功能。根据电缆分段长度和电缆距离的统一性,把正常电流数据和检测的电流数据进行比较,从而可以快速找出故障所在处和引起故障的原因。

3.高压电力电缆护层电流故障诊断技术

3.1局部放电故障诊断技术

在对高压电力电缆护层电流进行在线监测时,可以利用多种诊断技术进行。例如,通过局部放电的诊断技术,其主要是利用电缆绝缘体上的微孔信号进行放电,通过微孔信号进行放电有利于高压电缆在线监测诊断[3]。随着放电信号外绝缘介质和频率的改变,对故障进行检测和诊断。如果高频信号超过300KHz时,利用超声波传感器进行局部放电,从而实现对电缆进行在线监测和诊断,而且因为电缆运作中声信号传输较为缓慢,外部电磁信号噪声较小,使局部放电进行检测和诊断的方式更加方便。

3.2脉冲故障诊断技术

脉冲故障诊断技术主要是利用脉冲发生器发出脉冲波,通过脉冲信号,在电缆线路中进行传播,在遇到阻抗时,出现电磁波反射的原理进行检测和诊断。示波器检测出的脉冲反射时间和电缆波速来对电缆故障点距离进行确定。除了导体断开和接地故障属于阻抗不匹配点,还有电缆接头和电缆穿过金属管道也属于阻抗不均匀点,从而容易发生波反射。

3.3温度故障诊断技术

在高压电力电缆护层电流在线监测和技术诊断中,温度故障诊断技术的应用较为普遍,其是电缆无力操作以外,经常应用的诊断技术。温度检测可以对电缆绝缘的情况进行有效的获取,可以在电缆没有发生故障时,计算出线路的负载程度,然后通过对分布式光纤进行温度检测,从而实现对常见环境高压地下电缆进行监视,结合光时域反射和拉曼散射,对环境中复杂的影响因素进行解决,此技术可以对多个点进行故障排查。

3.4电桥故障诊断技术

电桥技术在检测和诊断中起着重要的作用,其主要是通过双臂电桥,对高压电力电缆线的电阻值进行检测。针对电线缆故障短路接地不同的电阻,对电线缆发生故障的位置进行确定。电桥检测和诊断技术在电缆单相接地故障、短路接地故障、相间短路故障中都可以快速的检测和诊断出发生故障的位置。在实际应用中,可以通过高压电桥回线法、低压电桥回线法,利用电缆沿线、长度、电缆芯电阻处于正比的特征,进行故障诊断,并通过惠斯登电桥原理,对发生故障位置的电缆短路处侧环线电阻引到电桥回路中,对电阻进行测量和比值。

3.5接地电流故障诊断技术

接地电流故障诊断技术主要应用在单芯电缆中,金属护层和线芯之间会发生磁力线铰链的情况,这一情况容易出现感应电压的问题[4]。想要有效避免感应电压的文艺,需要针对短线路电缆进行接地的操作,通过提升高压电缆内部金属保护层的保护能力,使在检测电缆故障时可以全面的获取电缆外护信息,从而实现监视接地电流,实施监测容性分量的变化情况,从而及时获得有用的信息。

4.故障预防措施

为了可以使高压电力电缆护层电流处于正常状态,需要通过合理有效的措施对故障进行预防,从而降低故障的发生概率。在诊断故障过程中,相关人员需要合理采用诊断技术,注重巡查电缆运行,及时发现和解决故障。并且可以通过制定电缆维护的措施,从而使电缆的使用寿命得到延长。加强电缆管里工作的实时,从日常维护入手,只有这样才可以保证高压电力电缆可以被正常使用。

结束语:

总而言之,引起高压电力电缆产生故障的原因较多,通过在线监测及故障诊断技术的应用,可以对引起故障的原因进行深入剖析,了解到交叉互联箱进水、交叉互联电缆系统连接处接头松动、高压电力电缆接头处环氧预制件被击穿都会引起高压电力电缆产生故障。因此,为了可以保证高压电力电缆的使用效率,需要充分利用在线监测及故障诊断技术,从而可以及时发现和解决故障。

参考文献:

[1]杨镇.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].中国科技纵横,2017(10).

[2]李宇烽.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].环球市场信息导报,2016(48):124-125.

[3]许华君,朱国朋.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].科学技术创新,2016(2):78-79.

[4]郭冬梅,郭爱军,孙诚.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].科技创新与应用,2017(32):53-54.