電流在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)在高壓電力電纜

1高壓電力電纜護(hù)層電流主要故障及原因分析

1.1高壓電力電纜護(hù)層電流主要故障分析

高壓電力電纜護(hù)層電流故障一般具有類型多樣、成因復(fù)雜等特點(diǎn),結(jié)合實踐工作情況來看,主要包括以下幾個方面:(1）電纜接頭處松動。此類故障在實踐工作中較為多見,通常情況下,導(dǎo)致此類故障的原因主要集中在兩個方面:1）在電纜接頭安裝過程中,作業(yè)人員沒能按照作業(yè)規(guī)范進(jìn)行操作,安裝不到位,導(dǎo)致電纜接頭部位存有松動問題:2）由于受到外力作用影響,導(dǎo)致電纜接頭部位發(fā)生松動,甚至出現(xiàn)電纜斷開現(xiàn)象,因此無法形成閉合回路。(2）交叉互聯(lián)箱進(jìn)水。此類問題在實踐工作中也經(jīng)常能夠遇到,所造成的影響還相對較大。圖1為J2接頭處交叉互聯(lián)箱被水淹沒示意圖,這時導(dǎo)體直接接地,將正常的3條護(hù)層回路改變?yōu)?條存在故障的回路。若在互聯(lián)箱表面發(fā)生漏損等問題,加上降雨頻繁、降水量較大,則容易誘發(fā)此類問題,最終還會導(dǎo)致電纜護(hù)層電流短路,因此該項問題需要引起足夠重視。(3）電纜接頭外環(huán)氧預(yù)制件擊穿。需要注意的是,此類故障問題往往會帶來較大的影響。具體分析來說,此類問題會使電纜兩側(cè)金屬保護(hù)層相連接,使整個交叉互聯(lián)系統(tǒng)因此受到影響,同時保護(hù)層電流瞬間升高,引起接頭內(nèi)環(huán)氧預(yù)制件發(fā)熱,造成不同程度的安全隱患。另外,當(dāng)此類問題發(fā)生時還會影響到兩條護(hù)層電流,威脅電纜線的安全使用,嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常供電,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來較大的風(fēng)險。

1.2高壓電力電纜護(hù)層電流故障原因分析

通常來說,實際造成高壓電力電纜護(hù)層電流故障的原因有很多,而其中主要原因往往集中在超負(fù)荷運(yùn)行方面。由于受到電流熱效應(yīng)影響,經(jīng)過電纜的負(fù)載電流導(dǎo)致芯線發(fā)熱、電荷鋼鎧渦流與介質(zhì)損耗等,相應(yīng)的造成附加熱量,導(dǎo)致電纜溫度快速上升,由于受到超負(fù)荷運(yùn)行影響,絕緣棉老化加劇導(dǎo)致絕緣擊穿。其次,導(dǎo)致短路故障的原因有可能是外力因素作用影響。例如,受到外界溫度作用影響,導(dǎo)致電纜溫度上升,最終引發(fā)絕緣擊穿,甚至造成火災(zāi)事故,甚至人員傷亡。再比如,由于腐蝕問題而造成絕緣強(qiáng)度降低,在實踐中也可能導(dǎo)致電纜故障。最后,高壓電力電纜本身的實際情況也是不容忽視的一個因素。例如,電纜本身在制造方面存有質(zhì)量問題,包括絕緣內(nèi)有雜質(zhì)、絕緣屏蔽厚度不均等,以及由于管理工作不到位,使電纜出現(xiàn)受潮等情況,這些因素都有可能造成故障。此外,若是在敷設(shè)電纜時實際操作不夠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,也在其使用時埋下不同程度的安全隱患,導(dǎo)致電纜運(yùn)行不夠安全穩(wěn)定。

2高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測故障診斷技術(shù)應(yīng)用

2.1高壓電力電纜護(hù)層電流在線監(jiān)測原理

電力企業(yè)在高壓電力電纜護(hù)層中,采用了電流在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù),切實提高了電纜故障檢測效率,極大程度上提升了電力企業(yè)的綜合實力。在實際操作流程中,首先電力企業(yè)利用先進(jìn)的計算機(jī)處理系統(tǒng),將各條線路中的電纜進(jìn)行有效連接,然后將傳感器系統(tǒng)放置在有電纜的區(qū)域內(nèi),便于日后采集工作的順利開展,也給工作人員采集數(shù)據(jù)提供了便利,最后引入溫度控制監(jiān)測系統(tǒng),監(jiān)測各個位置處電纜的溫度,并對其進(jìn)行細(xì)致的分析和處理,再將真實數(shù)據(jù)上傳到計算機(jī)處理系統(tǒng)中,加快了電力企業(yè)發(fā)展,有效節(jié)省了不必要的投資成本。

在高壓電力電纜護(hù)層中,電流在線監(jiān)測和故障診斷方法主要包括以下幾種:(1）分析電流實際數(shù)值。由于電纜線路長度不同,使各段電纜之間的距離保持相等至關(guān)重要,通過這種方式,工作人員可以對比監(jiān)測到的電流值與正常的電流值,一旦發(fā)現(xiàn)二者之間的數(shù)值相差較大,就可以準(zhǔn)確判斷高壓電力電纜中存在故障問題,這時利用電流在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù),可以實現(xiàn)對故障地點(diǎn)的準(zhǔn)確分析和定位,以此保證線路的正常運(yùn)行。(2）采集電流數(shù)據(jù)信息。在交叉互聯(lián)接地箱中,裝有相應(yīng)的護(hù)層電流傳感器,可以對所有電纜位置上的電流進(jìn)行采集,通過將有關(guān)數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)處理系統(tǒng)中,能夠準(zhǔn)確找到故障發(fā)生的位置,大大降低了工作人員的工作量,同時該系統(tǒng)具有一定的時效性,工作人員可以隨時調(diào)取電流數(shù)據(jù),并利用計算機(jī)處理系統(tǒng)對其進(jìn)行分析,幫助工作人員解決故障問題。另外,在電力企業(yè)發(fā)展過程中,與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式相比,計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)能力較強(qiáng),便于工作人員隨時查找所需數(shù)據(jù)。

2.2高壓電力電纜電流在線監(jiān)測診斷方法

基于具體實踐工作開展情況,本文主要介紹了幾種常用的在線監(jiān)測診斷方法,通過對這些技術(shù)方法的有效掌握,可以妥善運(yùn)用到實踐工作中。

(1）局部放電監(jiān)測法。該項技術(shù)方法在實踐工作中比較常用,它是借助于電纜絕緣體上微孔進(jìn)行信號放電,由此較為順利地對高壓電纜實行相應(yīng)監(jiān)測診斷。在實施故障檢測時,主要通過放電信號外監(jiān)測絕緣介質(zhì)與頻率變化情況,超過300kHz的高頻信號,能夠借助于電纜外屏蔽接地處高頻電流互感器耦合。監(jiān)測電纜線則借助于超聲波傳感器局部放電,而電纜運(yùn)作時聲信號傳輸較為緩慢,外部電磁信號噪聲小?？偟膩碚f,該項技術(shù)方法在實踐中應(yīng)用較為便利。

(2）脈沖檢測法。該項技術(shù)方法是實踐工作中一項常用且重要的內(nèi)容,它實際上是借助于脈沖發(fā)生器發(fā)出脈沖波,利用脈沖信號在電纜線路中傳播時遇到波阻抗不匹配點(diǎn),產(chǎn)生電磁波反射的原理,實現(xiàn)對故障問題的監(jiān)測診斷。需要注意的是,在實踐中除了導(dǎo)體斷開、接地故障等因素外,電纜接頭及電纜穿過金屬管道等方面的因素,也是需要加以考慮的內(nèi)容,同樣可能導(dǎo)致上述問題發(fā)生。另外,該項技術(shù)方法能夠借助示波器測出脈沖反射時間、電纜波速等,能夠進(jìn)一步判斷電纜故障點(diǎn)距離情況。

(3）溫度監(jiān)測法。該項技術(shù)方法在具體實踐中也十分常用,其優(yōu)勢一般集中在可以掌握電纜絕緣情況,同時能夠在故障產(chǎn)生前就對電纜線路負(fù)載進(jìn)行有效計算,借助分布式光纖溫度檢測,對廣泛環(huán)形高壓地下電纜監(jiān)視,基于拉曼散射、光時域反射等原理,排除復(fù)雜環(huán)境條件情況的干擾,進(jìn)而實現(xiàn)多點(diǎn)故障的排查測量。

(4）接地電流檢測方法。在發(fā)生較鏈現(xiàn)象時,電力企業(yè)可以利用接地電流檢測方法,加強(qiáng)對高壓電力電纜內(nèi)部保護(hù)層的保護(hù),而所謂的較鏈現(xiàn)象是指,在單芯電纜中的金屬護(hù)層和線芯發(fā)生了磁力反應(yīng)。要想從根本上解決這一問題,最直接有效的方法就是接地電流檢測方法,通過接地電流進(jìn)行實時監(jiān)督和管理,既能幫助工作人員監(jiān)測到有效信息,又可以根據(jù)電流數(shù)值變化,判斷故障發(fā)生位置和種類,進(jìn)而制定出最為合理的應(yīng)對策略,最大化減少電力企業(yè)成本。

(5）電橋檢測方法。這種方法主要是指利用雙臂電橋檢測高壓電力電纜線路中的電阻值,根據(jù)不同的電阻值判斷故障類型,電力企業(yè)通過引入這種檢測方法,可以有效解決高壓電力電纜中存在的問題,這是由于電橋檢測方法對電纜單接地等連接形式都能發(fā)揮出實際作用,能夠在最短時間內(nèi)找到故障地點(diǎn),通過將故障信息傳送到計算機(jī)處理系統(tǒng)中,工作人員可以找到最佳解決方案,減少安全事故的發(fā)生。在利用電橋檢測方法的過程中,電力企業(yè)可以根據(jù)實際情況,選擇高壓電橋回線法或者低壓電橋回線法,并結(jié)合惠斯登提出的理論,對其進(jìn)行合理選用。

3預(yù)防高壓電力電纜護(hù)層電流故障的建議

對于可能存在或發(fā)生的故障,采取科學(xué)有效且具有針對性的預(yù)防措施,有助于保障高壓電力電纜護(hù)層電流正常。首先,要提升故障診斷人員的素質(zhì)與能力,充分掌握科學(xué)有效的診斷方法,在對故障電纜進(jìn)行診斷時,能夠采用正確手段,將其有效應(yīng)用于實踐工作中,同時要不斷強(qiáng)化電纜運(yùn)行巡檢,對于潛在故障能夠做到及早發(fā)現(xiàn)、及早預(yù)防。其次,想要保障電纜使用壽命,還需要在電纜管理方面加大投入,有針對性地制定電纜維護(hù)措施,將管理工作細(xì)化落實,做好日常維護(hù)工作,更好地保障高壓電力電纜的使用。

4結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度越來越快,對電能的需求量與日俱增,保障供電穩(wěn)定性、安全性顯得尤為重要。在電力系統(tǒng)的實際運(yùn)行過程中,高壓電力電纜的質(zhì)量很容易受各方面因素影響,包括人員操作、外力破壞等,運(yùn)用電流在線監(jiān)測技術(shù)和故障診斷技術(shù),能夠快速確定故障位置,并及時采取有效的解決對策,提升了高壓電力電纜的安全性。