电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用研究

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年9期   作者:许旭东 谢志立
[导读] 现阶段,电力不仅是保障广大人民群众生产、生活的基本能源,同时也是促进国家社会进步不可或缺的重要能源
        摘要:现阶段,电力不仅是保障广大人民群众生产、生活的基本能源,同时也是促进国家社会进步不可或缺的重要能源。而整个电力系统常常受内部和外部因素影响,使得电力供应异常。鉴于此,文章详细论述了只能电网中电力电缆故障诊断技术,旨在能够为相关业界人士提供有价值的借鉴与参考,最终为行业的健康可持续繁荣发展贡献应有之力,进而能够为社会的发展提供充足的电力供应。
        关键词:电力电缆;故障诊断技术;智能电网;应用


        前言:人们日常生活和工作与电力能源有着密不可分的关系,所以,电力事故一旦发生,就必须快速定位故障并修复,避免其造成严重的后果。如今电力系统故障修复的两个部分就是故障诊断与修复,为明确具体故障点和故障的内容,智能电网系统会通过SCADA信息对电网系统开展拓扑分析,在对故障进行修复时,需要构建相应复杂的数学模型,而其中会涉及到很多逻辑判断,以此来快速定位并准确处理故障。现阶段电网系统的主要技术之一就是电力电缆故障诊断技术,所以,深入探讨电力电缆故障诊断技术是至关重要,以此来促进电力行业的进一步发展。
        1故障原因和分类
        1.1线路老化原因
        目前由保护层、导体层和绝缘层所组成的输电线较为常见。电力电缆的绝缘层和保护层在长期运行中会出现一些如老化和损坏等问题。通常来讲,用绝缘油浸泡充油接头、端子、主绝缘纸等,时期不容易发生老化现象。受外力或拉索变形的影响,导致保护层及绝缘层发生泄漏、破裂时,会大幅度降低充油电缆的绝缘效果,甚至发生重大安全事故。同时,空气中的水分或其他物质都易与充电绝缘油形成一定的反应,既会使绝缘效果降低,同时也易引发老化状况等。
        水树老化及金属屏蔽层损坏等为交联聚乙烯电缆的常见故障。当电缆绝缘层与水混合时,根据绝缘层局部电场集中程度形成的树枝状老化损伤就是所谓的“水树”。水树长时间处于高温环境中,会大大增加吸水效果,逐渐发生氧化,逐渐增加导电性,极易造成热击穿现象;若长时间处于低温运行环境,水树枝受转化及氧化的影响,会逐渐转变为电树枝。
        1.2其他故障原因
        电力电缆绝缘老化故障、过电压故障及绝缘层绝缘性能降低和机械类损伤故障就是电力电缆其他常见的故障。其中机械损伤为电力电缆的一种常见故障,若电缆发生轻微损坏,依旧高效运行,并未对损伤部分及时发现,就会引发更大的事故,进一步导致故障恶化。电力电缆出现机械损伤的主要因素有:自然天气等造成线路损坏;安装过程中线路严重损坏,安装过程工艺不到位;电缆金属铠装损损严重,运行时外作用力损坏电缆。导致绝缘下降的因素包括:长期过电压运行最终诱发故障,导致绝缘层被击穿;电缆安装工艺不达标或不严密,导致电缆保护套遭到破坏受潮或电缆绝缘层进水等。
        2电力电缆故障的检测技术
        故障的定位、测距以及诊断等三个部分就是电力电缆故障的诊断。故障诊断主要是识别故障的严重程度及判断其类型,以此来帮助检测人员通过定位技术及合适的测距进行下一步操作。要明确故障是开路故障还是短路故障;是低阻故障还是高阻故障;是三相、两相还是单相故障;闪络故障或封闭性故障。电缆故障定位主要采用电缆一端的专业设备进行距离检测,行波测距技术就是现阶段最常用的技术。而短路和低阻故障通常采用低压脉冲反射的方式,这种技术更为直观简单,是传统电桥检测技术无法比拟的。电缆故障定位技术主要是结合电缆铺设方向,依据故障测距的计算结果,对故障的具体位置进行大致的判断,并在一个较小的区间内控制故障点,并对故障点的实际准确位置,采用其他方式及放电声测法进行明确。
        3智能电网中电力电缆故障诊断技术的应用
        今天,我国社会经济日新月异,各行各业方兴未艾,进而使得全社会对电力需求量不断增加,在人们生活质量不断提升的背景下,自然对电力供应的质量提出了更高的标准与要求,现阶段,通过多年的不懈努力,我国电力供应技术获得了一些成效,但仍需不断完善,依然有一些不足存在于电网结构中。电力电子设备可用于规避电力事故、提升电网结构强度以及电网潮流调配等方面,是较为普遍系统故障调控和诊断技术。


        目前,我国最常用的离线电缆局部放电检测技术即为震荡波检测技术,主要是通过充电后通过系统检测电路对电缆放电电流中的脉冲信号进行诊断和分析,判断电缆中的故障点及放电情况。通常在检测带绝缘屏蔽机构电缆及附件缺陷诊断中比较适用该技术,它是如今国际上使用的最先进的一种技术方法,可实时精准的判断目前电缆的健康情况,从而做到及时预警,以避免安全隐患出现,从而为电缆运行的可靠性提供了有力的支持。
        其一,对需要直流电压试验的电缆进行试验,确保电压达到预期的整定值;其二,关闭高压固态开关,通过试验电缆电容、设备的电感产生谐振,从而得到待测电缆终端的阻尼振动电压。另外,应对电缆运行等信息进行综合分析,利用被检测电缆与固定电感形成的阻尼振动回路,通过整体检测技术的有效配置,从而使工频和电压振动有一样的频率。
        目前,局部放电获得的电脉冲信号高达几百兆赫,频谱比较较宽范,所以可以依靠过滤现场的干扰信号,在可能多的放电信息情况下,在线监测和检测电缆局部放电。当前局部放电信号内的低频段区间就是脉冲电流法采用最为广泛的方式,其可以减少信号中所存在的信息量,避开无线电信号,但抗干扰能力较低。近几年来已经普遍应用了超高频检测方法,其可以得到较好的信噪比,对几百兆赫兹以下的信号干扰进行有效避开,这也是该方法的优势所在。但在实际过程中,因为主要是在几百兆赫兹以内分布局部放电能量,所以,超高频的效果并不理想,在判断局部放电模式及定量时难度较大。同时,在诊断绝缘内部气隙放电时效果也不佳。
        根据震荡波电压情况,采用阻尼震荡波电压检测模式,可以对电力电缆的局部放电进行测量,并建立故障识别机制以更好的检测放点,在脉冲多模式分离技术和分离技术的抗干扰,可以对电缆故障形式进行准确、快速地判定,并在智能电网综合识别电缆电线故障形式的基础上,快速地判定故障点,保证供电的可靠性与稳定性,及时做出相应的故障处理。
        结束语:
        总体而言,当前时期,我国电力电缆线路架构愈加复杂,电网系统规模越来越大,所以,仍有诸多问题亟待解决。对于当下庞大的电力系统需求,传统的电力电缆故障检测技术已经无法有效的满足,亟需应用和开发较为先进的的故障诊断技术,对故障进行快速、准确的定位。电力电缆虽然拥有很多架空线路不具备的优点,但也存在一些问题,所以售后技术人员必须及时诊断和检测故障,从而采取切实可行的应对措施,减少电力电缆故障发生次数。为此,工作人员应全面掌握故障诱因,这样才能顺利开展诊断和检测,保障电力电缆正常有序运行,为国家电力事业做出卓越贡献。
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