浅析电力电缆故障诊断与监测

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年5月14期   作者:崔志芳
[导读] 随着科学技术不断提高,电力已经广泛应用于各个领域。

         崔志芳
         国网晋中供电公司 山西 晋中 030600
         摘要:随着科学技术不断提高,电力已经广泛应用于各个领域。供电正常已经发展为企业运行和人们正常生活的重要条件,电力电缆一旦出现故障,将直接导致整个电力系统的故障,影响企业的正常运转和人们的正常生活。因此了解电缆的故障原因、快速寻找电缆故障源并解决电缆故障问题显得尤其重要。
         关键词:电力电缆;电缆故障;诊断监测
1 引言
         目前,从城市的发展和人们的生活水平状况来看,城市的整体建设规划正在不断完善,电力电缆线路在城市规划中也得到了越来越广泛的应用,与传统的线路类型相比,电力电缆能起到更好的电力资源传递效果。在电力电缆发生故障的时候,需要在第一时间完成故障地点的定位,然后尽快查找故障发生的原因,解决故障,减少中断供电的时间,提高供电的稳定性,以免影响人民群众正常的用电需求。
2 电力电缆故障产生的原因
         电力电缆产生的原因是多重因素和时间的累积结果。为延长电缆的寿命,更快检测到故障产生的原因是必不可少的,因此要研究电缆产生故障的常见原因。经过长期对电力电缆故障诊断分析和总结,造成电力电缆故障产生的原因主要有以下几种:
         2.1机械损伤
         机械损伤主要分为三种类型:一是直接受外力作用造成的破坏,如城市建设时频繁挖土、搬运、超重等都有可能造成电力电缆误伤事故的现象;二是铺设造成的损坏,即在过大拉力作用下发生的绝缘材料损伤和保护层的毁坏;三是自然外力破坏,如土壤下沉、滑坡等造成电缆接头或者本体的断裂,或者因冬天温度过低造成电缆或其附件冻裂等。
         2.2绝缘受潮
         绝缘受潮是电力电缆故障的第二大因素。制造电缆时若安装盒或终端盒结构不合格或者护套受损均可能导致绝缘受潮,从而降低绝缘性能,导致故障。
         2.3过电压
         电缆的绝缘层设备都有一定的电压承受上限。如果在大气过电压及内部过电压情况下运行,就会超出其限度而导致绝缘层被击穿。许多室外环境中的终端头故障都是由过电压导致的,过电压现象会使电缆自身的某些缺陷放大,从而发生事故。
         2.4过热
         产生过热的原因是多方面的,内部原因主要是电缆绝缘内部气隙游离造成局部过热,从而使绝缘碳化;外部原因主要是长期过负荷运行造成温度升高,尤其是在酷暑,电缆沟和隧道通风不畅或者处在干燥管中的电缆,极易因本身温度过高从而减速损坏绝缘性能。
         2.5护层的腐蚀
         在电解及化学作用下,电缆外的铅包极容易受到腐蚀。护层的腐蚀情况可因其发生因素及程度各不相同,使铅包表面呈现出红色、黄色及橘色的化合物或海绵状的细孔。
         2.6设计和制作工艺问题
         中间接头以及终端接头的防水、电场设计不合理、拙劣的技工或者未按技术要求铺设电缆等往往会造成电缆故障。
         2.7材料缺陷
         一是电缆缺陷。不仅包铅及包铝可能会留下缺陷,而且包缠绝缘操作不当也会造成纸绝缘的褶皱、破裂、重叠或缝隙等缺陷。二是制造电缆附件存在问题,如铸铁件有砂眼、瓷件的机械强度低,其他零件不符合规格、组装时密封不完全等。三是绝缘材料缺陷。这主要体现在日常检修和管理的不到位方面,使得电缆中段及两端接头的绝缘介质老化、污染及受潮,降低了接头的质量。


?3 电力电缆的故障诊断分析
         3.1声音检测法
         声音检测法是在电力电缆故障诊断上最简单的一个方法,其原理就是根据电力电缆线放电过程中发出的声音,通过声音进行检测,最终判断故障的位置,解决故障。在明敷设的电力电缆线处,可以直接根据其放电声音,然后找出故障的位置,而对于一些在地下敷设的电力电缆线,由于其放电声音过小,很难直接的通过放电声音来判断其故障位置,这样就需要通过分析电缆线的走向,然后利用扩音设备来判断故障声音的发生位置。
         3.2电容电流法测寻高压电力电缆故障源
         高压电力电缆在运行过程中,电容存在于线芯对地和相邻线芯之间,并均匀分布于电力电缆中,而且电容量随电缆长度的增大而增加,电容电流法可以根据以上规律准确的测出电力电缆的故障源。用该种方法寻找故障源需要准备一个交流毫安表、一个电压表和一台单项调节器。检测过程中需要测量电缆每一项的芯线电容电流值,通过计算故障线芯和运行正常线芯的电容电流值的比值即可大致判断故障源的位置。运用电容值得计算公式可以得到相应的结果,实际上电容电流的比值就是电缆线芯故障位置的电容量和正常芯线电容量的比值。
         3.3脉冲检测法
         在对电力电缆进行故障诊断的过程中,脉冲检测法是一种基本的、应用范围广泛的检测方法。脉冲检测法中还分为不同的方法,包括低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法等。而脉冲检测法的检测原理就是与脉冲发射器发出相应的脉冲波,而后在出现故障的电力电缆线的节点位置就会出现相应的反射脉冲。通过对反射脉冲的时间间隔以及速度进行相应的记录,就能够较为准确的确定电力电缆出现故障的位置,而后通过对反射脉冲波进行相应的对比后对电缆出现的故障进行判断,从而为解决电力电缆的故障提供良好的数据基础。
4 电力电缆故障监测管理策略
         4.1故障电缆距离方面的测量
         当工作人员采用适当的检测方法确定了电力电缆线路的故障时,为了解决电力电缆故障,相关工作人员需要结合电力电缆出现的原因,同时对其进行相应的估测,依靠现代先进的科学技术对故障电缆的距离进行精准测量。通过测量故障距离,进而最大程度的缩小检查范围。同时,通过精确的对故障区域进行测量,从而可以以最快的速度进行故障修复。
         4.2故障性质的分析和判别
         当电力电缆的故障产生以后,首先相关工作人员应当对故障的性质和类型进行分析和判断,从而明确的掌握故障出现的原因。例如:当前电力电缆线路出现故障主要有高阻故障和低阻故障的分别,同时还会有一些电力电缆综合多种因素进而出现多种故障。当然,电力电缆故障还有一些电缆短路以及短线的故障问题。因此,对于相关工作人员来说,针对不同的电力电缆故障,其应当予更多地解决方案,同时充分借助现代先进的技术,对电缆参数进行修改。
         4.3测距的方法
         在解决电力电缆故障过程中测距是其中重要的步骤。对于这种测距故障检查方式来说,这种方式不仅能够快速的排除故障,而且还便于工作人员的操作。对于测距故障分析来说,工作人员需要对电容电桥进行检查的同时还要对电阻电桥进行检查。而就我国当前科学技术发展水平分析,我国这种测距方法随着现代科学技术的进步已经衍生出其他更加先进的检测方式,使得电力电缆线故障检查越来越理想。
5结语
         电力设备与人们的日常生活息息相关,而电力设备的安装方式更是影响电力供应的关键因素。而由于电力电缆线的绝缘介质老化变质、电力电缆绝缘介质受潮、电力电缆过热、机械损伤以及材料自身缺陷等原因使得电力电缆经常出现故障。为了解决故障,相关工作人员可以采用在脉冲检测法、声音检测法以及电容电流的检测法对故障电缆距离方面的测量、故障性质的分析和判别以及对故障进行测距,从而解决故障。

参考文献:
         [1]刘梦飞,隋新.电力电缆故障诊断与监测分析[J].低碳世界,2016(08):34-35.
         [2]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].黑龙江科技信息,2016(02):78.
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