电流在线监测和故障诊断技术在高压电力电缆

1高压电力电缆护层电流主要故障及原因分析

1.1高压电力电缆护层电流主要故障分析

高压电力电缆护层电流故障一般具有类型多样、成因复杂等特点,结合实践工作情况来看,主要包括以下几个方面:(1）电缆接头处松动。此类故障在实践工作中较为多见,通常情况下,导致此类故障的原因主要集中在两个方面:1）在电缆接头安装过程中,作业人员没能按照作业规范进行操作,安装不到位,导致电缆接头部位存有松动问题:2）由于受到外力作用影响,导致电缆接头部位发生松动,甚至出现电缆断开现象,因此无法形成闭合回路。(2）交叉互联箱进水。此类问题在实践工作中也经常能够遇到,所造成的影响还相对较大。图1为J2接头处交叉互联箱被水淹没示意图,这时导体直接接地,将正常的3条护层回路改变为6条存在故障的回路。若在互联箱表面发生漏损等问题,加上降雨频繁、降水量较大,则容易诱发此类问题,最终还会导致电缆护层电流短路,因此该项问题需要引起足够重视。(3）电缆接头外环氧预制件击穿。需要注意的是,此类故障问题往往会带来较大的影响。具体分析来说,此类问题会使电缆两侧金属保护层相连接,使整个交叉互联系统因此受到影响,同时保护层电流瞬间升高,引起接头内环氧预制件发热,造成不同程度的安全隐患。另外,当此类问题发生时还会影响到两条护层电流,威胁电缆线的安全使用,严重影响了电力系统的正常供电,给电网安全稳定运行带来较大的风险。

1.2高压电力电缆护层电流故障原因分析

通常来说,实际造成高压电力电缆护层电流故障的原因有很多,而其中主要原因往往集中在超负荷运行方面。由于受到电流热效应影响,经过电缆的负载电流导致芯线发热、电荷钢铠涡流与介质损耗等,相应的造成附加热量,导致电缆温度快速上升,由于受到超负荷运行影响,绝缘棉老化加剧导致绝缘击穿。其次,导致短路故障的原因有可能是外力因素作用影响。例如,受到外界温度作用影响,导致电缆温度上升,最终引发绝缘击穿,甚至造成火灾事故,甚至人员伤亡。再比如,由于腐蚀问题而造成绝缘强度降低,在实践中也可能导致电缆故障。最后,高压电力电缆本身的实际情况也是不容忽视的一个因素。例如,电缆本身在制造方面存有质量问题,包括绝缘内有杂质、绝缘屏蔽厚度不均等,以及由于管理工作不到位,使电缆出现受潮等情况,这些因素都有可能造成故障。此外,若是在敷设电缆时实际操作不够标准规范,也在其使用时埋下不同程度的安全隐患,导致电缆运行不够安全稳定。

2高压电力电缆护层电流在线监测故障诊断技术应用

2.1高压电力电缆护层电流在线监测原理

电力企业在高压电力电缆护层中,采用了电流在线监测和故障诊断技术,切实提高了电缆故障检测效率,极大程度上提升了电力企业的综合实力。在实际操作流程中,首先电力企业利用先进的计算机处理系统,将各条线路中的电缆进行有效连接,然后将传感器系统放置在有电缆的区域内,便于日后采集工作的顺利开展,也给工作人员采集数据提供了便利,最后引入温度控制监测系统,监测各个位置处电缆的温度,并对其进行细致的分析和处理,再将真实数据上传到计算机处理系统中,加快了电力企业发展,有效节省了不必要的投资成本。

在高压电力电缆护层中,电流在线监测和故障诊断方法主要包括以下几种:(1）分析电流实际数值。由于电缆线路长度不同,使各段电缆之间的距离保持相等至关重要,通过这种方式,工作人员可以对比监测到的电流值与正常的电流值,一旦发现二者之间的数值相差较大,就可以准确判断高压电力电缆中存在故障问题,这时利用电流在线监测和故障诊断技术,可以实现对故障地点的准确分析和定位,以此保证线路的正常运行。(2）采集电流数据信息。在交叉互联接地箱中,装有相应的护层电流传感器,可以对所有电缆位置上的电流进行采集,通过将有关数据传送到计算机处理系统中,能够准确找到故障发生的位置,大大降低了工作人员的工作量,同时该系统具有一定的时效性,工作人员可以随时调取电流数据,并利用计算机处理系统对其进行分析,帮助工作人员解决故障问题。另外,在电力企业发展过程中,与传统的数据处理方式相比,计算机存储数据能力较强,便于工作人员随时查找所需数据。

2.2高压电力电缆电流在线监测诊断方法

基于具体实践工作开展情况,本文主要介绍了几种常用的在线监测诊断方法,通过对这些技术方法的有效掌握,可以妥善运用到实践工作中。

(1）局部放电监测法。该项技术方法在实践工作中比较常用,它是借助于电缆绝缘体上微孔进行信号放电,由此较为顺利地对高压电缆实行相应监测诊断。在实施故障检测时,主要通过放电信号外监测绝缘介质与频率变化情况,超过300kHz的高频信号,能够借助于电缆外屏蔽接地处高频电流互感器耦合。监测电缆线则借助于超声波传感器局部放电,而电缆运作时声信号传输较为缓慢,外部电磁信号噪声小。总的来说,该项技术方法在实践中应用较为便利。

(2）脉冲检测法。该项技术方法是实践工作中一项常用且重要的内容,它实际上是借助于脉冲发生器发出脉冲波,利用脉冲信号在电缆线路中传播时遇到波阻抗不匹配点,产生电磁波反射的原理,实现对故障问题的监测诊断。需要注意的是,在实践中除了导体断开、接地故障等因素外,电缆接头及电缆穿过金属管道等方面的因素,也是需要加以考虑的内容,同样可能导致上述问题发生。另外,该项技术方法能够借助示波器测出脉冲反射时间、电缆波速等,能够进一步判断电缆故障点距离情况。

(3）温度监测法。该项技术方法在具体实践中也十分常用,其优势一般集中在可以掌握电缆绝缘情况,同时能够在故障产生前就对电缆线路负载进行有效计算,借助分布式光纤温度检测,对广泛环形高压地下电缆监视,基于拉曼散射、光时域反射等原理,排除复杂环境条件情况的干扰,进而实现多点故障的排查测量。

(4）接地电流检测方法。在发生较链现象时,电力企业可以利用接地电流检测方法,加强对高压电力电缆内部保护层的保护,而所谓的较链现象是指,在单芯电缆中的金属护层和线芯发生了磁力反应。要想从根本上解决这一问题,最直接有效的方法就是接地电流检测方法,通过接地电流进行实时监督和管理,既能帮助工作人员监测到有效信息,又可以根据电流数值变化,判断故障发生位置和种类,进而制定出最为合理的应对策略,最大化减少电力企业成本。

(5）电桥检测方法。这种方法主要是指利用双臂电桥检测高压电力电缆线路中的电阻值,根据不同的电阻值判断故障类型,电力企业通过引入这种检测方法,可以有效解决高压电力电缆中存在的问题,这是由于电桥检测方法对电缆单接地等连接形式都能发挥出实际作用,能够在最短时间内找到故障地点,通过将故障信息传送到计算机处理系统中,工作人员可以找到最佳解决方案,减少安全事故的发生。在利用电桥检测方法的过程中,电力企业可以根据实际情况,选择高压电桥回线法或者低压电桥回线法,并结合惠斯登提出的理论,对其进行合理选用。

3预防高压电力电缆护层电流故障的建议

对于可能存在或发生的故障,采取科学有效且具有针对性的预防措施,有助于保障高压电力电缆护层电流正常。首先,要提升故障诊断人员的素质与能力,充分掌握科学有效的诊断方法,在对故障电缆进行诊断时,能够采用正确手段,将其有效应用于实践工作中,同时要不断强化电缆运行巡检,对于潜在故障能够做到及早发现、及早预防。其次,想要保障电缆使用寿命,还需要在电缆管理方面加大投入,有针对性地制定电缆维护措施,将管理工作细化落实,做好日常维护工作,更好地保障高压电力电缆的使用。

4结语

随着社会经济发展速度越来越快,对电能的需求量与日俱增,保障供电稳定性、安全性显得尤为重要。在电力系统的实际运行过程中,高压电力电缆的质量很容易受各方面因素影响,包括人员操作、外力破坏等,运用电流在线监测技术和故障诊断技术,能够快速确定故障位置,并及时采取有效的解决对策,提升了高压电力电缆的安全性。