摘要：对智能电网中电力电缆出现故障的主要原因进行了分析，提出了几种先进的电力电缆故障诊断技术，对其原理和应用情况进行了研究，以提高智能电网的故障诊断效率，保障电网的运行可靠性。
关键词：电力电缆；智能电网；故障诊断
引言
现代电力能源关系到人们日常生活与生产等各个方面，因此一旦发生电力事故极有可能造成严重后果，务必快速定位故障并进行修复。目前电力系统故障修复主要分为两个部分，即电力故障诊断以及故障的修复。智能电网系统主要是指依据SCADA信息对电力网络系统进行拓扑分析，并明确故障的内容以及具体故障点。整个故障修复过程涉及大量的逻辑判断，需要建立复杂的数学模型，从而快速定位故障并准确做出处理。电力电缆故障诊断技术已然成为现下电网系统的主要技术之一，因此有必要对电力电缆故障诊断技术进行探讨。
1线路老化分析
常见的输电线主要由绝缘层、导体层以及保护层3个部分组成。对于长时间运行的电力电缆，往往其保护层以及绝缘层会发生老化或者损坏。一般情况下，充油电缆的本体、接头与终端部分的绝缘纸往往浸润在绝缘油中，不易发生老化情况。而当电缆出现形变或者在外部作用力的干扰下发生绝缘层以及保护层破裂、泄漏时，充油电缆的绝缘效果将大大降低，极有可能引发重大的安全事故。充电的绝缘油会与空气中的水分以及其他物质发生反应，出现老化等情况，进一步降低绝缘效果。金属屏蔽层损坏以及水树老化等均是交联聚乙烯电缆最为常见的故障情况。当电缆的绝缘部分掺杂有水分时，基于电场局部集中在绝缘体中构成树枝状老化损坏情况即为水树。而当长期处于高温环境中，水树逐渐发生氧化，吸水效果大大增强，导电性逐渐增加，最终可能发生热击穿情况；当长期处于低温运行环境时，由于氧化以及转化等，水树枝会进一步转变为电树枝。
2其他故障原因分析
其他常见的电力电缆故障主要包括机械类损伤故障、电力电缆绝缘层绝缘性能降低、过电压故障以及绝缘老化故障等。其中，机械损伤是电力电缆常见的故障形式之一。通常当电缆发生轻微损坏时，线路依然可以保持高效运行，而若损伤部位未能及时发现，故障进一步恶化，则有可能引发更大的事故。导致电力电缆机械损伤的原因包括：线路安装工艺不到位，安装时线路损伤严重；运行时外作用力损坏电缆，电缆金属铠装遭到破坏；自然天气等造成线路损坏。导致绝缘下降的主要原因包括：电缆终端不严密以及安装工艺不达标导致电缆绝缘层进水，电缆保护套遭到破坏受潮；长期的过电压运行也有可能导致绝缘层被击穿，最终诱发故障等。
3电力电缆故障诊断处理
3.1测定法
高压电力电缆在工作的过程中会形成巨大电容，在电缆中分布的相对比较均衡，电容量和电缆长度成正比，也就说电缆长度越长，电容量就会越大。在排除电缆运行故障的时候，就可以通过对测电容的方法，掌握电缆断线故障的具体位置，从而采取有效的处理方法解决故障。在用测定法进行高压电力电缆故障诊断的过程中，需要准备一个毫安表，这里所使用的必须是交流表，同时还要准备测电压的设备，还要一个调压设备，在实际故障排查的时候要用交流毫安表测量电缆的电容量，对每条导线都要测量，在得到测量数值之后，就要将这个地方芯线和没有故障地方芯线的电容量进行分析和对比，这样就能大致确定高压电力电缆断线的位置，然后对电缆故障进行及时处理。在测定电容量的时候只需要保证电压恒定就行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2测声法
在高压电力电缆故障诊断的过程中，常见的方法有测声法，电缆在出现故障的时候会发出声音，我们通常将之称为放电声音，测声法就是依靠这个声音来找寻故障位置。测声法具有一定的局限性，在电缆故障排查的时候主要用于芯线出现闪络现象。测声法需要借助于一些设备，比如耐压试验仪器，在使用的过程中要先做好电容设备的充电工作，这时就要观察电压数值，在其到达某个数值的时候，耐压试验装置就会对故障区域内的芯线进行放电，从而形成一连串的放电，电缆的绝缘层也会跟着放电，并且伴随着放电声音，电缆检修人员就能通过声音找到故障具体位置，从而开展电缆故障检修。这个方法主要针对的是地面上的电力电缆故障诊断，有些电缆是埋在地下的，具有极强的隐蔽性，在发生电缆故障的时候，首先就要明定好电缆故障的方向，然后借助于测声设备，将其紧贴着地面，然后一直向前寻找，直到音频设备中传出“滋滋滋”的声音，就能肯定电力电缆故障在这个位置，故障要就能在最短的时间内处理好，确保供电的稳定性和持续性。测声法诊断处理高压电力电缆故障的时候，工作人员要做好注意安全，做好音频设备和电缆监测。
4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。
结语
这些年我国电网系统规模越来越大，电力电缆线路架构越来越复杂，因此出现的问题也越来越多。传统的电力电缆故障检测技术已经难以应对当下庞大的电力系统需求，所以基于更为先进的故障诊断技术进行快速定位故障并及时作出响应就显得尤为重要。阻尼震荡波电压情况下的交联聚乙烯电缆局部放电检测技术，主要基于阻尼震荡波宽带脉冲电流方式进行检测、定位等，利用脉冲分离技术与多模式分离检测方式，快速、准确地识别电缆故障形式，并通过对放电样本库与智能化综合分析识别软件进行检测以及故障识别，从而大大提升电网的效率，缩短故障对用户的影响范围，提高当下线路故障检修效率，进一步推动电网系统的智能化发展。
参考文献
[1]赵晓宇.基于人工智能电网故障诊断技术的研究现状及未来发展趋势[J].通讯世界，2018，342（11）：151-152.
[2]刘京津.基于多智能体系统的故障诊断技术在智能电网中的应用[J].电子与封装，2013（12）：43-48.
论文作者:王斌
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第08期
论文发表时间:2019/9/2
标签：电缆论文; 故障论文; 电力电缆论文; 电网论文; 故障诊断论文; 技术论文; 电力论文; 《当代电力文化》2019年第08期论文;