高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术

学术论文 2017-11-14 11:17:00
    引言
    我国城市化进程的进一步加快背景下,高压电力电缆的应用重要性也愈来愈突出,电力电缆的质量直接影响着高压电力的输送质量。在电缆的实际应用过程中,故障的出现可能是多种因素所致,这就需要加强故障的有效解决,保障高压电力的正常使用。通过从理论层面深化电缆保护层电流在线监测的研究分析,就能为解决实际的故障提供参考。
    1 高压电力电缆护层电流主要故障及原因分析
    1.1 高压电力电缆护层的电流主要故障分析
    高压电力电缆护层的故障类型比较多,故障的原因也比较复杂,如电缆的接头部位出现了松动的情况,这一故障类型就比较常见,主要是对电缆进行安装的过程中,由于安装操作人员没有正确的操作,造成接头的松动故障[1]。或者是外界的作用力影响下造成,接头的松动故障会造成电缆被断开,从而不能有效形成闭合电路,当发生接头松动故障的时候,保护层的电流故障就是零。
    高压电力电缆护层故障中,电缆接头外环氧预制件击穿带来的故障比较严重,一旦出现击穿的现象就会造成电缆两侧金属保护层相连接,会破坏整体交叉互联系统,这样保护层电流就会瞬间上升,升高的电流会造成接头内环氧预制件发热,这一热量得不到扩散就会存在安全隐患。环氧预制件击穿后两条护层电流就受到影响,对电缆线的安全使用带来威胁。
    高压电力电缆护层电流故障的发生中,交叉互联箱进水的故障影响比较大。一些区域的雨水量大,高压电力电缆交叉互联箱进水主要是表面存在漏损,雨水进入内部后就会掩盖护层电流保护器造成电缆护层电流短路[2]。水质不同所产生的电流电阻影响也不同,如污水电阻低会使得和外界水相联系,水体总体积大于交叉联箱深度处在让护层电流保护器被污水淹没的状态就会造成电流上升,这时候就会带来故障。
    1.2 高压电力电缆护层电流故障原因分析
    高压电力电缆护层电流的故障发生的原则是多样的,超负荷运行的原因是故障发生的主要原因之一,电流热效应负载电流经过电缆就会造成芯线发热,电荷的钢铠涡流损耗以及介质损耗等会带来附加的热量,使得电缆的温度急剧升高,这一超负荷的运行就会造成加速绝缘绵老化最终造成绝缘击穿。由于受到外力的破坏因素的影响,也会造成短路的故障。外界的温度因素影响下,也会促使电缆的温度升高从而击穿绝缘,严重的还会发生火灾。受到腐蚀因素的影响下也会降低绝缘度,造成电缆故障的发生。
    高压电缆故障发生的原因受到自身的制造质量因素影响,绝缘屏蔽的厚度不均匀以及绝缘内存在着杂质,或者是电缆受潮等因素,就会带来故障。对高压电力电缆线进行敷设的过程中没有按照规范进行操作,没有准确掌握敷设的标准,就在后续的使用过程中存在着安全隐患,影响了电缆的稳定安全运行[3]。
    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
    高压电力电缆护层电流的在线监测主要有几个重要的监测部分组成,传感器系统,计算机处理系统,温度控制监测系统。对高压电力电缆护层电流开展在线监测的时候,计算机处理系统的应用作用发挥比较关键,通过装换模块使得各处的电缆相互连接,然后把传感器设置在电缆的各个部位,对电缆运行的温度进行监测以及分析,把温度监测的数据传输到计算机处理系统当中,再用相应的软件来分析温度的正常与否,找到电缆的故障位置和类型,这样就能有效的检测到故障的发生原因,为解决实际的故障提供了有利技术支持,大大节约的故障解决的时间,提高了故障处理效率。
    实际进行在线监测过程中,就要先进行电流数据信息采集工作,数据信息采集系统是多护层电流传感器组成,运行中交叉互联接地箱当中连接装置装有钳子形状护层电流传感器,这一传感器的应用主要就是收集电流量数据的,处理系统能永久保存电流数据,计算机处理系统对数据报表分析功能也能得以发挥[4]。结合电缆分段长度保持电缆距离统一,把所监测的数据和正常电流数据相比较,以此来找出故障所在和产生故障的原因。
    2.2 高压电力电缆电流在线监测诊断方法
    进行高压电力电缆电流在线监测工作的实施,就可通过多种监测方法加以应用。如采用局部放电的监测方法,主要是通过电缆绝缘体上微孔实施信号放电,这一微孔信号放电能够为高压电缆监测诊断带来方便。在经过放电信号外绝缘介质以及频率的变化,进行检测故障。高频信号中高于300KHz,可使用电缆外屏蔽接地处高频电流互感器耦合。通过超声波传感器局部放电对电缆线监测,电缆的运作中声信号传输相对缓慢,外部电磁信号噪声小,局部放电的监测方式使用起来也比较的方便。
    高压电力电缆电流在线监测方法的实际应用中,脉冲检测的方法应用比较重要,这一检测技术也比较常用。其主要是通过采取脉冲发生器发出脉冲波,利用脉冲信号在电缆线路当中传播遇到波阻抗不匹配产生电磁波反射原理。示波器所测得的脉冲反射时间以及电缆波速来进行确定电缆故障点距离。电缆线路当中阻抗不匹配点除导体断开以及接地故障,电缆接头以及电缆穿过金属管道等也是阻抗不均匀的点,也比较容易产生波反射,在具体的操作测试的时候对此就要有充分的认识[5]。
    高压电缆电流在线监测的方法应用过程中,温度监测的方法应用比较重要,这是除电缆物理操作外所常用的监测方法。温度监测能有效获得电缆绝缘的状况,在电缆还没有出现故障前就能计算线路负载,然后在分布式光纤温度检测对广泛环形高压地下电缆监视,根据光时域反射的原理以及拉曼散射原理可有效解决环境复杂因素影響,能够有效提供多点故障排查测量技术。
    高压电力电缆在线监测诊断方法中的电桥检测方法的应用能发挥积极作用,这一故障检测的技术应用主要是采用双臂电桥检测高压电力电缆线路电阻值的。结合电缆故障短路接地不同的电阻来进行确定电缆故障发生的位置。采用电桥检测的方法应用,对电缆单相接地以及相间短路和短路接地故障距离测试都能发挥积极作用[6]。实际的技术应用中可选择高压电桥回线法以及低压电桥回线的方法,这是在电缆沿线均匀以及长度和电缆芯电阻呈现出正比特点上实施的,结合惠斯登电桥的相关原理,把电缆短路接地故障点侧环线电阻引到电桥回路当中来进行测量比值。
    对于接地电流的监测方法的应用,单芯电缆中金属护层以及线芯会产生磁力线铰链现象,这一铰链现象就比较容易造成感应电压问题出现。要避免这一问题的发生,就要能够对短线路电缆实施接地措施操作,加强高压电缆内部金属保护层保护措施实施,保障电缆的故障檢测中获得全部电缆外护信息,对接地电流加强监视,对容性分量的变化情况进行监测获得有用的信息。
    2.3 故障的预防建议
    为能保障高压电力电缆护层电流的正常,就要对故障预防措施科学实施。故障电缆的诊断过程中,相关的诊断工作人员就要采取科学的方法加以应用,加强对电缆运行的巡检工作,开始发现故障问题及时解决。制定电缆维护的措施延长电缆的使用寿命,电缆管理的工作实施就要在日常的维护工作方面做好相应的工作,只有从这些层面着手实施,才能有助于保障高压电力电缆的正常使用。
    3 结束语
    总而言之,高压电力电缆的使用过程中,受到诸多因素的影响就存在着故障问题,要解决相应的故障就要能充分注重故障解决的措施科学实施,保障故障在第一时间消除。
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