电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用

电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用
摘要：现代生活各行各业都离不开电力电缆设施，因此一旦出现故障就应该及
时的进行处理，尽量减少停电停网给人们生产生活带来的影响。

当前的电力电缆
故障修复主要分为两个步骤，首先是故障的诊断和分析，然后就是故障的修复。

而智能电网系统实际上就是依靠SCADA系统对电力网络进行系统性分析，然后定
位具体的故障点，进而进行修复。

这种系统需要大量的逻辑模块以及数字模型，
在这些基础上就可以很快的定位故障所在的部位同时进行及时的处理。

下面就是
针对这一技术来进行探讨。

关键词：电力电缆；智能电网；故障诊断
引言
电力电缆工作的时候容易出现一些问题和故障，本文主要分析了电力电缆故
障问题，并且列举了一些有效的电力电缆故障判断方法和技术。

希望可以更好地
提高智能电网的故障判断效果，从而更好地排除电力电缆的故障问题，促进电力
电缆的正常使用，提高智能电网运行治理和水平。

一、线路老化的故障原因
一般来说，输电线是由绝缘层、导体层和保护层构成，那些经常投入使用的
电力电缆就会出现线路老化的问题，主要是电线的保护层和绝缘层出现老化现象。

这类充油式电缆本体、接头以及终端绝缘体经常包裹在绝缘油里面，就不容易出
现老化现象。

但是如果电缆发生形变或首受到外部力的影响而出现绝缘层或保护
层断裂的现象，那么充油电缆的绝缘性会变差，甚至出现更大的安全事故。

充电
的绝缘油容易和空气中的水分形成化学反应，之后就会引发老化现象，从而进一
步降低绝缘的效果。

金属屏蔽层的损坏和水树的老化都是交联聚乙烯电缆所存在问题，如果电缆
的绝缘体有水分，电场部分集中在绝缘体中形成树枝状老化破损则视为水树现象。

如果长时间处在高温环境当中，水树会进一步氧化，从而大大增强其吸水效果，
也会增加其导电性能，还会出现热击穿的现象；如果长时间处在较低温度之下，
水树枝会因为氧化和转化而变成电树枝。

二、其他故障出现原因
其他电力电缆的故障是机械破损、绝缘性能变低、过电压问题和绝缘老化等。

机械破损是电力电缆中的主要故障问题，一般来说，如果电缆出现小破损，那么
线路还可以继续保持原有的高效运行效率，如果破损的位置没有迅速发现，那么
就会使故障持续恶化下去，还会引发更大的问题。

造成电力电缆机械破损的原因
有多种，线路的安装技术不过关，安装的时候线路损伤比较严重；运行受到外力
作用而损坏电缆，电缆的金属外壳容易遭受损坏；自然环境对线路的伤害。

绝缘
性能下降的原因是电缆终端比较松散，安装技术没有达标，电缆的保护套受到外
物的破坏和干扰；长时间的超大电压运行也会造成绝缘层的穿破，从而引发故障
问题。

三、电力电缆故障诊断技术分析
对于电力电缆故障的诊断主要包括故障的诊断、测距以及定位3个部分。

故
障诊断主要是对故障类型的判定以及严重程度的识别，从而有助于检测人员利用
合适的测距以及定位技术进行进一步操作。

明确故障电阻为封闭性故障或者闪络故障，是单相故障还是两相、三相故障，是高阻故障还是低阻故障，是短路故障还是开路故障。

电缆故障位置的测距则主要基于专业设备在电缆的一端进行距离检测。

现下通常采用行波测距技术。

低阻和短路故障则主要采用低压脉冲反射的方式，相较于传统的电桥检测技术更为直观简单。

电缆故障定位技术即依据故障测距的计算结果，结合电缆铺设方向，从而大致判断出故障的具体位置，并将故障点控制在一个较小的区间内，采用放电声测法以及其他方式明确故障点的实际准确位置。

四、电力电缆故障诊断技术的应用
随着经济的快速发展，对于电力供应需求势必越来越高，相应的对于电力供应质量要求也更高。

经过多年的努力，我国电力供应技术取得了一定的突破，但现阶段电网结构依然存在不足，需要不断完善。

电力电子设备是当下应用较为普遍的系统故障诊断以及调控技术，可以用于电网潮流调配、提升电网结构强度、规避电力事故等方面。

震荡波检测技术是目前应用较为普遍的离线电缆局放检测技术，其基于对充电后经过系统检测回路的电缆放电电流中的脉冲信号的诊断分析，可以对电缆中的放电情况以及故障点进行判定。

该技术多用于附件缺陷诊断以及带绝缘屏蔽机构电缆的检测。

该技术同时也是当下国际上应用最为先进的技术手段，可以实时准确地判定电缆当下的健康状况，并及时发现安全隐患，及时预警，为电缆长期可靠地运行奠定基础。

首先，对于需要检测的电缆进行直流加压，直至电压值达到预定值；其次，合上高压固态开关，利用设备电感以及被检测电缆的电容产生谐振，在被检测的电缆终端得到阻尼震荡电压。

综合分析电缆运行等信息，整个检测技术利用固定电感与被检测电缆形成的阻尼震荡回路，利用配置保证电压震荡频次与工频频次相符。

通常局部放电所得到的电脉冲信号频谱较宽，可以达到几百兆赫兹，因此可以在获得尽可能多的放电信息的情况下，可靠地过滤现场的干扰信号，有助于电缆局部放电的检测以及在线监测。

目前应用最为广泛的脉冲电流法主要采用局部放电信号频谱内的低频段区间，来避开无线电信号，使得信号中所存在的信息量较少，抗干扰能力较低。

近些年超高频检测方法应用越来越普遍，超高频的优势在于可以有效避开几百兆赫兹以下的信号干扰，从而得到较好的信噪比。

但实际因为局部放电能量主要分布在几百兆赫兹以内，超高频的效果并不理想，往往比较难进行局部放电的定量以及模式判定。

此外，该方式对于绝缘内部气隙放电的诊断效果也并不理想。

采用阻尼震荡波电压检测模式，依据震荡波电压情况下电力电缆的局部放电测定，对放电进行检测，构建故障识别机制。

基于脉冲分离技术的抵御干扰与多模式分离技术，可以较为快速、准确地判定电缆故障形式，并基于智能电网对电缆电线故障形式与智能化的综合识别，可较为快速地对故障点进行判定，并在较短的时间内做出相应的故障处理，尽可能保证供电稳定性与可靠性。

五、结束语
最近几年来我们国家的电网系统越来越发达，而城市也在追求城市的美观，希望在以后电力电缆的布置更加的科学合理。

传统的电气电缆的布置方式和故障检测技术已经不能够适应当前形势发展的需要。

所以基于先进的故障诊断和故障
检测技术就需要得到应有的重视，通过使用基于阻尼振荡波带宽的脉冲电流形式来进行局部放电的检测，最后再通过使用脉冲分离技术，快速准确的识别电路故障位置。

然后通过智能终端将得到的信息和已存的信息进行比对，最后得出一个科学可行的解决方案，实现对故障的及时解决，从而保证电力设施正常运行，用电单位和个人的生产生活不受影响。

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