电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用研究

沈瑞锡

【摘  要】随着经济社会的发展，人们对电力能源的需求不断增多，为满足人们的用电需求，我国加大了智能电网建设的规模。智能电网在运行过程中，经常会出现电缆故障，威胁到电力系统运行的安全和稳定性。需要不断优化故障诊断技术的应用，采取科学有效的故障排除措施，确保电力系统的正常运行。

【关键词】电力电缆;故障诊断技术;智能电网

引言

当下，电力电缆与我们的生活息息相关，如果电力电缆出现故障，那么会很容易影响很多行业的正常生产和经营活动，所以要及时地处理好故障问题，尽可能地保障电力电缆的正常运行。如果断电断网会影响到人们的正常生产生活，目前电力电缆的故障修复需要对故障加以分析和判断，并且对故障加以修复和完善，建立完善的智能电网系统，为电力供应的安全性和可靠性提供支持。

1电力电缆故障智能诊断的必要性

在智能电网运行过程中，电力技术人员需要实行智能诊断方式，有效地判断电力电缆故障及其原因，为电能传输和分配的有效性提供支持。在未来智能电网中，智能诊断的相关因素主要有：首先，在未来智能电网中，由于分布式发电和风电场接入，使得电流波动日益复杂，这就使得电网设备面临着严峻的压力;其次，潮流和负载呈现出自动化特点，难以利用常规方式进行预测;最后，智能电网需要投入大量的资金，这就使得电网设备控制呈现出复杂性特点，电力技术人员应确保设备处于稳定的运行状态，在设备连续运行的基础上，才能够为电网设备转换提供更多信息支持。因此，电力技术人员需要掌握智能诊断的操作方法，这样能够提前避免故障的发生和计划外停电现象，有助于及时地更改设备的最佳窗口时间。

2电力电缆故障原因分析

电力电缆故障的首要原因就是绝缘介质老化变质。由于电力电缆长期持续性工作，使得电缆的外部绝缘材料会发生一定的变化，同时加之外部因素的影响，就会造成电缆严重降低绝缘能力。第二，就是电力电缆绝缘介质受潮。由于电力电缆的接头处本身的质量问题以及安装技术问题，通常情况下，电力电缆的接头处都会发生结构不密封的现象。因此，就会导致电缆的接头处经常出现受潮的现象。同时，电缆线也会存有一定的缺陷，从而造成了电缆的绝缘介质极其容易受到环境因素的影响，从而使得电缆无法正常使用。第三，就是电力电缆过热。当电力电缆线路被铺设到底下时，电缆的绝缘介质的内部就会经常出现气隙游离的情况，进而就是严重造成电力电缆出现局部过热的问题。尤其是对于一些电力电缆内部通风速度低于外部通风速度的线路，其更加会容易出现电力电缆线路过热的现象。一旦电力电缆出现局部线路过热，那么就容易导致线路外部绝缘体老化，从而降低电力电缆外部绝缘效果。第四，就是机械损伤的原因。当电力电缆投入到实际当中进行使用的过程中，往往会出现一些外部因素造成电力电缆损伤的情况。由于电力电缆的接头处或者绝缘处受到损伤，导致严重影响其正常使用。通常情况下，电力电缆的误伤有以下几方面：（1）其他施工项目在进行项目施工过程中對电力电缆造成了误伤。（2）在进行施工过程中由于施工人员的不规范操作使得电力电缆的绝缘保护层出现了损伤。（3）由于一些自然因素使得电力电缆的接头处或者是绝缘体受到伤害。第五，材料自身缺陷。在进行电力电缆线制造过程中，由于制造材料不规范以及在进行施工的过程中施工人员没有对电力电缆线进行成品检查，故而使得电力电缆线出现了外部绝缘体缺损的现象。同时，由于电缆在进行连接时需要一些零部件进行辅助，而这些零部件在进行加工时没有达到质量要求，故而当对其进行使用时，就会使得两根电力电缆线之间就会出现接触不严的现象，从而造成电力电缆出现故障。

3电力电缆故障诊断技术

3.1冲闪法

冲闪法是电缆故障诊断的基础方法，与之相匹配的仪器的开发与利用，极大的方便了电缆的故障诊断与排除，该仪器在进行电缆故障检测时，主要是通过可能部位的确认，为故障诊断提供了前提，提供了故障出现的基础路径，再通过更加准确的仪器进行故障的确定，如测距仪、高压冲击放电法、放电球、高压脉冲电容、限流电阻、高压电阻等，该技术操作较为复杂，对操作者的专业性要求高，并有一定的操作误差，因此需要谨慎操作与选用。

3.2高频感应定位法

通过使用高频信号波发生器高频电流的电力电缆类型，以及由此产生的高频电磁波，沿着路径和接收的探针的电力电缆电缆在高频电磁场，电磁场变化直接接收和处理后显示在液晶屏幕上，根据显示值的大小来确定故障点位置。高频感应定位方法和传统的音频感应定位方法具有更多的优点。高频信号源比音频信号源更容易实现，制造更简单，还可以减少定点检测设备的体积和重量，为小型化、便携化设备创造更有利的条件。此外，高频信号的频谱具有较强的抗干扰能力，在液晶屏幕上直接显示的方式比依靠人耳辨别更加可靠和直接。采用高频感应定位方法也可以在恒工况下通过耦合接线方式完成在线故障检测。

3.3震荡波检测技术

这个技术是基于在充电之后检测电路当中的放电电流的脉冲变化来来进行分析，这样就基本上可以对电缆当中放电点进行测定。这种技术目前也是世界上应用最广泛的一种技术，可以比较精确的测定当前电缆的工作状况，同时也可以及时的发现电缆当中的安全隐患，这样才能够为电缆的健康运行奠定基础。在检测的时候，首先应该对要检测的电缆加一定电压的直流电，然后等到线路内的电压上升到指定值。之后在闭合固态的高压开关，使用一些电感设备在利用电缆的电容来产生共振，接着检测出现在电缆终端的共振电压的频率。通过分析电缆的运行信息结合检测出来的共振频率，可以有效的保证电压的震荡频率周期和工频的周期相同。

一般来讲电缆当中发生局部放电之后检测得到的电脉冲的信号频谱都是比较宽的，有的甚至可以达到几百兆。所以在保证能过获得足够的数据样本的情况之下，尽量多的过滤到一些干扰信号，这样有利于电缆局部的检测和在线的观察分析。当前通过使用的电缆局部检测数据段都是集中在频率比较低的一个频段。这样做的一个重要目的就是为了能够避开检测信号当中的百兆之下的干扰噪音，从而有效的提升了测量的精度。但是这样做也有着一定的弊端，主要是因为很多的能量信号都是出现在几百兆的高频区域之内，所以这样的测定结果往往很难反应出局部放电的能量。除此之外这种检测和处理方法对于绝缘体内部间隙放电的检测和诊断效果也不是十分明显。

结语

在电力电网的发展中，智能电网将得到十分广泛的应用。现阶段，社会各界对用电质量提出了更加严格的要求，智能电网中电力电缆的线路架构比较复杂，以往的电力电缆故障检测技术不再适合当下当下电力电缆系统的要求，需要使用更加高级的故障判断技术，这样才可以更加准确有效地找到故障点，还可以做出及时的响应。从而保证电力设施正常运行，保障电力供应的可靠性与稳定性。

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（作者单位：广东电网有限责任公司惠州博罗供电局）