电力电缆接地环流故障及解决策略

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月5期   作者:徐林涛 曹凤宗 杨榕 于洁 薄其涛 宋学龙
[导读] 电力电缆常规化运行结构中,要对其故障问题进行及时处理和综合性
        摘要:电力电缆常规化运行结构中,要对其故障问题进行及时处理和综合性分析,结合在线监测系统和相关参数对电力电缆运行渠道进行综合性分析,结合电缆接地环流以及电缆表面温度等特征信号对其问题和故障原因进行细化分析,确保处理效果和管控措施的实效性,也为管理模型的综合性升级提供路径,并且为我国电力电缆管理项目的可持续发展奠定坚实基础。
        关键词:电力电缆;接地环流;故障策略
        引言
        电力系统也随着不断进步,电力工程也不断的增加,因为电力电缆具有占用空间小尧稳定尧美化市容等一些列优点被电力工程广泛的使用,进而逐渐的取代了架空线路。随着人们对电能的需求不断增大,电力负荷与日俱增,这使得人们对单芯电缆在运行过程当中形成的接地换流问题逐渐重视起来。假若采用的接地方式不妥当,这时感应电压就会在金属护套上形成大电流.
        1电力电缆接地环流故障及解决策略项目简介
        本次研究对象为长约100米的110kV电力电缆,其主要分为导体、金属护套以及绝缘材料三部分。导体部分的主要材料是退火的软铜线,是导电的主要部分;金属护套部分的主要材料是铜波纹护套,其主要发挥保护作用,防止电缆被周围环境影响而运行异常;绝缘部分的主要材料为交联聚乙烯,主要作用是使电缆中的导体与周围环境中的导体相互绝缘。
        本次研究中的110kV电力电缆采用以下的接地方式:①出线窑洞的电缆底座接引接地线直到接地箱,在到达接地箱之后再通过过压保护器,最后将其与电缆的汇流箱相连;②配电装置的电缆底座接引接地线直到接地箱,到达接地箱之后从接地箱再引出一根接地线与电缆的回流线相连;③110kV电力电缆的底座引出一条接地线,并且将其与配电装置的外壳连接,一般情况下,整个系统中只会有一个点接地,而遭遇雷击等意外情况时才会出现两点接地。
        2电力电缆接地环流故障分析
        在电力电缆运行过程中,最重要的就是要保证其运行的安全性和稳定性,而这对于整体管理效果升级具有非常关键性的作用,需要相关管理人员结合实际需求进行统筹分析和集中处理。在实际检测和系统化故障控制模型中,线路绝缘结构相对薄弱的地方就是电力电缆附件、护层等位置,需要技术人员结合实际管理模型和要求对其进行统筹分析,并且保证处理效果的实效性,从而进一步提高整体系统的效率,并及时纠察运行故障。
        在故障分析中,电缆制造、敷设施工、运行维护过程中常常会出现负荷运行、产品质量以及外力破环等问题,这些是一些常规化故障,也是导致电力电缆本体发生运行故障的直接原因。经实际运行情况的验证,统计量为故障率。在对故障率进行分析后,借助“百公里·年”的计量方式对其电缆运行故障率进行分析. 里电缆回路总长度(百公数)电缆运行故障总数(次电缆运行的故障率%结合公式对相关故障概率进行分析,一般而言,要对电力电缆平均故障率、湿法交联电力电缆故障率、油纸绝缘电力电缆故障率以及干法交联电力电缆故障率采取统筹分析。
        而从电力电缆电压等级进行故障分析,则需要对10~35kV电力电缆故障、110kV电力电缆故障、220kV电力电缆故障以及550kV电力电缆故障等常见的电压进行分析。通过相关数据分析,我国在20世纪80年代应用湿法蒸汽交联工艺和挤出设备校对,因此对其输配电网进行的分析也较多。另外,电力电缆管理机制在不断升级,整体管理效果和控制措施之间也逐渐形成较为系统的体系。当实际用电处于在高峰阶段,会使得电力电缆结构呈现出长期负荷的状态,这种状态会严重影响其实际应用效果,并且会导致电缆线路由于不能及时进行维护而出现严重的问题。
        加之电缆线路隐患问题成为了电力电缆管理项目中较为重要的问题,同时正是由于经济实力不强,整体结构的运行动力不足,一部分企业将过去投运的油纸绝缘电缆升压至电压系统,这种恶性缩减成本的方式会导致电力电缆常规化运行故障率大幅上升。


        2电力电缆接地环流故障解决策略
        2.1线路停电
        本次研究的对象为长达100m的110kV电力电缆,且其接地线电流远大于正常标准,因此在对线路改造之前首先应当对其进行断电处理。这样一来,当解开连接片以后,就不会出现电流太大而使得设备出现损坏的情况,同时也保证了施工人员的生命安全。
        2.2避免形成环流
        用铜线将电缆的配电装置一侧的底座与其外壳相连,然后解除终点底座与法兰盘的连接片,此时需要注意的是每一相应当由两片连接片。将连接片解除之后再把电力电缆的接地线设置成一个接地点,如此接地线与配电装置的外壳就不能够形成回路,同时也不会出现电流。
        2.3对屏蔽层进行绝缘检查
        上述操作完成之后,将接地线甩开,使用大量程的兆欧表对屏蔽层进行绝缘检查,保证绝缘效果良好,避免出现多点接地的情况,从而避免接地点与大地之间形成回路。完善电力电缆故障检测系统,通过对电力电缆表面温度的细分,间接的反映出当前电力电缆的运行状态。当建立完善的管理体系后,对电力电缆的接地环流系统进行整体监测,通过控制模型对所监测到的信息进行细化,进而有效的保证了监测系统的有效性。
        特别值得注意的是电力电缆表面的温度,当其温度过高表明电力电缆的电流过大,有可能存在短路故障,此时则需要专业人士对电力电缆线路进行详细的检查,防止事故扩大蔓延。为了提高检测系统的有效性,工作人员应该加入更多的特征量进行检测,对新加入特征量进行多次试验,保证特征量的有效性,对检测故障进行细分,保证检测系统的有效性。
        2.4完善电缆接地环流在线监测设计方案
        当电力电缆出现绝缘故障、金属护层多点接地、金属护层绝缘击穿、主绝缘层绝缘老化等情况的时候,金属护层接地环流将会增大。电力电缆发生故障时的接地环流与正常运行时的接地环流两者不在一个数量级上。与此同时,电力电缆表面温度也能够将电缆运行状态间接反映出来,如果电缆表面温度升高则说明此时电缆电流负载过大,有发生短路故障的可能,能够预警可能将要发生的短路等故障。因此电缆接地环流在线监测设计就是利用电缆金属护层接地环流以及表面温度的变化作为特征信号予以监测,以此作为新设计的电缆接地环流在线监测系统主要分为监测硬件系统以及上位机软件系统两大部分。
        监测硬件系统主要包含温度传感器、电流互感器、通讯设备等系列设施,上位机软件系统则主要负责整个在线监测系统的数据处理、数据传输等功能。电缆接地环流在线监测系统的运行流程具体如下:温度传感器将采集到的电缆表面温度信号、电流互感器将采集到的接地电流信号以及地理位置信息传递给通讯设备,通讯设备再将收到的信号经过转换发送给GPRS网络,GPRs将接收到的信号再利用无线发送的方式传递给Inter—net网络,Internet网络将接收到的数据信息传送给监控中心,监控中心会对接收到的数据信息进行分析判断,并将监测结果显示出来。
        如果通过分析判断,接收的某段数据信息存在异常,监控中心就会进行预警,并将预警信息发送至GSM短信猫,由GSM短信猫向监测人员发送报警短信,短信内容将包含电缆异常情况以及位置信息。监测人员接收到短信后,通知检修人员前往故障发生地点开展检修维护工作。一种判据来判断电力电缆的绝缘状态。
        3结语
        综上所述,电力电缆运行中,要对以发生的电力电缆事故及时进行处理,并对问题进行总结,为后续产生类似问题提供资料。得到电力电缆的运行情况,根据运行情况对产生的问题进行详细分析,对故障原因进行细分,进而有效的保证处理效果,增强管控措施的能效性,与此同时,这样也能够为管理模型的升级提供可行的思路,为我国电力事业的发展提供有力基础。
        参考文献:
        [1]杨璐.浅谈电力电缆接地环流故障分析与处理[J].中国高新技术企业,2017渊10冤院95~96.
        [2]张峥,赵子玉.电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究[J].供用电,2012,29渊2冤院63~66.
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