摘要：电力能源是社会经济发展过程中的必备能源，与人们日常生活工作有着密不可分的关系，一旦引发电力事故极易造成严重后果，这就需要电力企业对各项故障进行快速定位和修复。现阶段，电力电缆供电安全、可靠性有所提升，这就使得电力电缆在电力系统、工业和城市用电中得到了广泛的应用，其不仅安装便利，还能够美化环境。在智能电网的快速发展中，电力电缆的安全、质量、故障定位和探测技术将成为电力系统运行的关键。
关键词：电力电缆故障诊断技术；智能电网；应用
引言
现代生活各行各业都离不开电力电缆设施，因此一旦出现故障就应该及时的进行处理，尽量减少停电停网给人们生产生活带来的影响。当前的电力电缆故障修复主要分为两个步骤，首先是故障的诊断和分析，然后就是故障的修复。而智能电网系统实际上就是依靠SCADA系统对电力网络进行系统性分析，然后定位具体的故障点，进而进行修复。这种系统需要大量的逻辑模块以及数字模型，在这些基础上就可以很快的定位故障所在的部位同时进行及时的处理，下面就是针对这一技术来进行探讨。
1电力电缆故障诊断技术概述
对于电力电缆故障的诊断主要包括故障的诊断、测距以及定位3个部分。故障诊断主要是对故障类型的判定以及严重程度的识别，从而有助于检测人员利用合适的测距以及定位技术进行进一步操作。明确故障电阻为封闭性故障或者闪络故障，是单相故障还是两相、三相故障，是高阻故障还是低阻故障，是短路故障还是开路故障。电缆故障位置的测距则主要基于专业设备在电缆的一端进行距离检测。现下通常采用行波测距技术。低阻和短路故障则主要采用低压脉冲反射的方式，相较于传统的电桥检测技术更为直观简单。电缆故障定位技术即依据故障测距的计算结果，结合电缆铺设方向，从而大致判断出故障的具体位置，并将故障点控制在一个较小的区间内，采用放电声测法以及其他方式明确故障点的实际准确位置。
2电力电缆故障智能诊断的必要性
在智能电网运行过程中，电力技术人员需要实行智能诊断方式，有效地判断电力电缆故障及其原因，为电能传输和分配的有效性提供支持。在未来智能电网中，智能诊断的相关因素主要有：首先，在未来智能电网中，由于分布式发电和风电场接入，使得电流波动日益复杂，这就使得电网设备面临着严峻的压力；其次，潮流和负载呈现出自动化特点，难以利用常规方式进行预测；最后，智能电网需要投入大量的资金，这就使得电网设备控制呈现出复杂性特点，电力技术人员应确保设备处于稳定的运行状态，在设备连续运行的基础上，才能够为电网设备转换提供更多信息支持。因此，电力技术人员需要掌握智能诊断的操作方法，这样能够提前避免故障的发生和计划外停电现象，有助于及时地更改设备的最佳窗口时间。
3电缆故障原因分析
（1）机械损伤类
机械损伤是发生电缆事故的主要原因。机械损伤轻微时，电缆可以继续运行，但在长期运行后损伤部位会发展为故障点，引起事故的发生。造成电缆机械损伤的主要原因有：
1）电缆安装质量不高。电缆安装时碰伤，电缆过度弯曲损伤电缆，敷设过程中机械牵引力过大拉伤电缆等。
2）外力作用损坏电缆。电缆路径上或电缆附近进行施工工作，直接在外力作用下损坏电缆。
3）电缆的金属铠装层破损。金属铠装层收到外力作用或者腐蚀严重破损。
4）受自然现象造成的破损。电缆自然行程使装在电缆管口或支架上的电缆破损；如中间接头或终端头内绝缘胶膨胀而胀裂外壳或电缆护套；因土地沉降引起电缆破损。
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（2）电缆绝缘层绝缘下降类
造成电缆绝缘下降的主要原因有：因电缆终端不严密或安装质量不良而导致电缆绝缘层进水；电缆制造过程中，护套层有裂缝或小孔；金属护套层被外力破损；电缆护套层腐蚀严重引起电缆破损，绝缘受潮。
（3）过电压故障类
当电力电缆受到过电压作用时，在电缆绝缘薄弱处击穿，形成故障。
（4）电缆绝缘老化类
电缆绝缘介质内部存在气隙，气隙在电场作用下会产生游离，使电缆绝缘下降，当绝缘介质发生电离时，气隙中会产生一定的臭氧、硝酸等化学生成物，腐蚀电缆绝缘层；电缆长期高负荷运行或电缆通风不良会引起电缆发热，电缆过热会加速电缆绝缘老化的速度；电缆绝缘层中的水分进入，使绝缘纤维产生水解，造成电缆绝缘下降。
4电力电缆故障诊断技术在智能电网中的应用
在社会经济的快速发展中，电力电子设备的应用越来越广泛，其本质是普通的系统故障诊断技术和调控技术，能够为电网潮流调配提供支持，提升电网结构的整体强度，减少电力事故的发生。
4.1震荡波检测技术
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。但实际因为局部放电能量主要分布在几百兆赫兹以内，超高频的效果并不理想，往往比较难进行局部放电的定量以及模式判定。此外，该方式对于绝缘内部气隙放电的诊断效果也并不理想。
4.2阻尼震荡波电压检测技术
电力技术人员需要根据震荡波电压下的电力电缆局部放电进行检测，建立故障识别制度，在脉冲分离技术的抵御干扰下，与多模式分离技术组合，能够迅速、准确地判断电缆故障形式，并由智能电网识别电缆电线故障形式，进而判断故障点，及时地进行有效处理，确保供电的稳定性。
结语
最近几年来我们国家的电网系统越来越发达，传统的电气电缆的布置方式和故障检测技术已经不能够适应当前形势发展的需要。所以基于先进的故障诊断和故障检测技术就需要得到应有的重视，通过使用基于阻尼振荡波带宽的脉冲电流形式来进行局部放电的检测，最后再通过使用脉冲分离技术，快速准确的识别电路故障位置。然后通过智能终端将得到的信息和已存的信息进行比对，最后得出一个科学可行的解决方案，实现对故障的及时解决，从而保证电力设施正常运行，用电单位和个人的生产生活不受影响。
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论文作者:徐伟,梁正龙,何玉明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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