电力电缆故障探测

时间:2022-05-25 04:53:35

电力电缆故障探测

【摘要】随着我国经济水平的不断提高和电力系统的不断发展,电能已经成为人们生产和生活中一种必不可少的能源。而随着人们对城市环境和美观程度的要求越来越高,柱上设备和配电架空线路已经不能够满足人们对城市电网系统美观性的要求。电力电缆的产生能够在保证人们的用电需求的同时,保持环境的整洁,在现代的供电系统中发挥着重要的作用。然而,要保证电力电缆能够有效运行,必须采取有效的措施对电力电缆故障进行及时的探测。本文将总结电力电缆故障的探测方式,为实际电力电缆故障探测提供理论依据。

【关键词】电力电缆;故障;探测

随着我国经济的逐渐发展和城市电网的逐渐完善,电力电缆在我国的工矿企业、事业单位等企业得到的重要的应用。在电力电缆的应用过程中,电缆的质量和状态会在很大程度上影响电网系统安全可靠的运行。一些电网的设计不符合规范、电缆的质量存在缺陷或者电缆在工作的过程中过热的原因以导致电缆出现故障,而在电缆出现故障时,及时准确的对故障进行探测和定位能够减少电网故障而引起的重大经济损失。

1.常见电力电缆故障

电力电缆从铺设安装到运行维护的整个过程,电力电缆故障具有不同的特点,所以,在进行电力电缆故障探测的过程中,应把握不同阶段电缆故障的特点,从而能够及时准确找到电力电缆的故障。

1.1电力电缆安装环节易出现问题

在电缆铺设的过程中,由于选址不当等问题,导致电缆旁边的土壤影响电缆,从而使电缆产生位移,电缆附件的安全性得不到保障。在铺设排管的过程中,由于横向约束的影响,导致电缆易出现弯曲变形等问题,电缆的金属保护套产生疲劳应变,产生安全隐患。在进行地沟敷设的过程中,一些铺设工作不能够牢固固定电缆,一出现斜面的滑落问题。此外,在斜井敷设电缆过程中,不能够准确衡量井位的跨度,使电缆在使用的过程中受到自身重力或者热机械力的影响,在很大程度上减少电缆的寿命。电缆故障或者寿命受到影响除了受到电缆敷设不当的影响之外,还受到外力因素的影响,其中最易受到机械损伤。机械损伤主要是由于在电缆铺设完成之后,进行道路绿化、园林建设或者建筑施工等,导致电缆铺设的标示桩被破坏或者丢失,从而使电缆受到外力的破坏造成故障。

1.2电缆运行维护过程中易出现问题

电力电缆系统在运行的过程中,由于自身性质特点和敷设过程中的敷设方式问题;在运行过程中外界环境的影响导致电缆运行出现故障问题。其中电缆运行过程中易出现的故障主要分为绝缘性问题和接头问题。其中绝缘性问题产生主要是由于电缆的材料性质和铺设问题引起的。我国目前电缆铺设采用的主要的绝缘材料为橡皮绝缘材料、塑料绝缘材料、气体绝缘材料以及油浸纸绝缘材料。在铺设的过程中可能因为造型不当、制作不良或者使用的过程中长期过载、靠近热源等多种原因,导致电缆易受到化学腐蚀和受潮,导致电缆在运行的过程中会时常出现绝缘、老化或者受潮等问题,造成电缆故障。关于接头问题主要是因为电缆铺设的密封失效、连接不良、封铅漏水或者在运行过程中长期过负荷运行等原因造成的。电缆接头的故障主要表现为电缆的终端头或者中间接头处发生爆炸。

2.电缆故障探测的传统方法

2.1电缆故障测距的传统方法

目前我国关于电缆故障测距的传统方法主要有测量电阻电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压取样法、脉冲电流取样法和二次脉冲法五种。其中,测量电阻电桥法在被称之为经典方法。这种方法能够有效地测量短路和低阻故障。进行故障探测的主要原理是利用电桥平衡,对应的桥臂电阻的乘积相等,电阻与电缆长度成正比的。测量电阻电桥法具有操作简单方便、测量精度高的优点。但是也具有测试局限性较高的缺点。在测量100千欧以下的短路或者接地电阻进行相间短路、单相接地、二相接地或者三相短路等故障的测量的测试误差能够保持在0.3%-0.5%之间。而当电阻的超过100千欧时,电桥的回路电流很小,导致一般电桥不能够准确测量和判断电桥的平衡。低压脉冲法主要用于测量电缆的低阻和断路故障。而电缆运行过程中低阻和断路故障约占电缆运行故障的百分之十左右。除此之外,低压脉冲法还用于测量电缆的长度,检查电缆的断路和短路点,以及测量电缆接头和附件的位置和数量。低压脉冲法故障探测的原理是将低压脉冲在短时间内沿着电缆进行传送,当脉冲遇到中间接头、终端头、断点或者短路点时,脉冲将会发生反射,之后使用脉冲之间的时间差来进行测量差距。而这种探测方式的局限性在于不能用于测量高阻性和闪络性故障。脉冲电压取样方法主要包括直流高压闪络法和冲击高压闪络法。这种方法主要用来测量闪络性故障和高祖泄露。主要的探测原理是用直流或者高压脉冲信号将电缆的故障击穿,只够记录下测量点与故障点之间高压脉冲的往返时间。脉冲电流取样法的故障探测原理是采用高压将故障点击穿,在这个过程中,陡度较大的高压直流电流遇到故障点之后会瞬间放电,同时伴随着放电声音、放电火花与放电脉冲波。该方法就是利用放电脉冲波在测量点与故障点之间往返时间的测量,从而计算出故障点的位置。二次脉冲法是采用高压发生器冲击闪络技术,对故障点进行测量的一种方式。这种方式测量故障点的始端或者近始端的波形较为复杂,而且存在一定的盲区,导致测量误差较大。

2.2电缆故障定点的传统方法

电缆故障定点的传统方法主要包括声测法、声磁同步法和音频感应法三种。其中声测法主要是利用在故障被击穿时产生的放电声音进行测量。声磁同步法是结合直流高压冲击故障产生的脉冲磁场和放电声音。当声测定点中接收到的脉冲磁场即可认为是故障点发出。音频感应法主要用于测量电阻小于10欧的低阻故障。

3.新型电缆故障探测方法

3.1新型电缆故障测距方法

结合计算机技术产生的新型电缆故障探测方式主要有:实时专家系统、因果网电缆故障定位和小波变换电缆故障定位等方法。其中实时专家系统是将利用计算机技术在电缆故障探测领域能够使用人的思维来解决复杂的问题。为了能够实现人类专家的思维,要有包含大量专家知识的数据库,并采用一系列新的规则来维护数据库的正常运行。因果网主要包括四类节点:征兆、状态、假设和起始原因。其中状态节点表示电网中某个节点的状态。征兆节点是状态节点的征兆。假设节点是系统对故障进行的诊断假设,起始原因节点表示的是使故障产生的最终原因。因果网能够详细地描述继电器、开关和故障元件之间的关系,但并不涉及到部件的内部细节,从而能够更加直观、简洁地描述故障发生的原因。小波变换电缆故障探测方式是由数学知识分支来的故障探测方式,是电缆故障探测的先进算法,能够有效应用于电缆故障的暂态信号分析中。

3.2新型电缆故障定点方法

新型的电缆故障定点方法主要包括:人工神经网络法、全球定位系统的行波故障定位以及分布式光纤温度传感器。人工神经网络是模拟生物神经网络,通过将节点比作神经元,之后进行神经元之间输入和输出达到信号处理目的的一种方式。人工神经网络主要用于故障模式的识别和故障的征兆的预测。全球定位系统的行波故障定位主要是为了弥补传统阻抗算法对于阻抗接地、直流输电线和多端电源线路故障探测不准确的问题。分布式光纤温度传感器是通过检测电缆故障点的温度变化来对电缆故障点进行定位的方法。该方法具有操作简便,定位速度快以及不受电磁干扰等优点。

4.总结

随着科学技术的进步和人们对电力电缆要求的逐步提升,电缆故障的探测应结合先进的科学技术,从而能够满足人们的需求。

【参考文献】

[1] 马丽莉.试论电力电缆故障探测和定位方法[J].机电信息,2013,(33):105-106.

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