摘要:随着我国的科技发展十分迅速,针对电力电缆诊断检测中存在的问题,进行综合分析,并简要介绍了研究电力电缆诊断检测技术应用的现实意义、电力电缆故障机理等,提出电力电缆诊断检测技术的应用控制策略,取得良好的应用效果,希望能够给相关学者提供良好的帮助与借鉴。
关键词:电力电缆;诊断检测技术;绝缘耐压法;时域行波反射法;恢复电压法;局部放电法
引言
区别于传统的架空线输电方式,电力电缆输电一般用于不能或不宜采用架空线的场合,例如向大城市中心供电、跨海峡输电等。随着我国城市化水平不断提升,电力电缆输电得以快速发展,已成为电网传输电能的基本形式之一。再则,近年来在直流输电领域,电力电缆输电表现出比架空线输电更大的优势。首先,电缆在直流电压作用下的绝缘强度比交流电压下更高,输电容量也相应增大。其次,直流电力电缆输电的稳态电容电流仅由纹波电压引起,量值很小,电缆的输电长度几乎不受电容电流的限制。基于这些优势,直流电缆输电越来越受到电力行业关注,成为未来输电发展的热点之一。虽然在实际运行中,电力电缆输电的故障率明显低于传统的架空线输电,但随着电力电缆大量应用于电力系统以及其运行时间的延长,电力电缆线路发生故障的概率无疑会逐渐增加。而且,电力电缆一般采用封闭式紧凑型设计,固体挤塑材料绝缘或油纸构成的复合绝缘包裹于密闭的外壳之中,发生故障后不易定位、维修困难,容易造成停电事故扩大化,严重威胁电力系统运行安全。
1电力电缆诊断检测技术概述
1.1传统检测技术
直流叠加法、直流成分法和tgδ绝缘介损法都是常用的传统电力电缆检测方法,尽管不能全盘否认它们的应用价值,但是这些技术的确给电力故障的判断提供了参考依据,然而传统技术终究无法适用于特高压电力电缆的检测和诊断,在适用范围方面大打折扣。
1.2新型检测技术
1)电缆接头检测技术有一项运行中电力电缆的故障统计调查,超过90%的电缆故障发生在电缆接头上。处于运行中的电力电缆,过负荷与接触电阻都会令接头的温度上升,以至于接头迅速老化,从而发生故障。应用电缆接头检测技术检测接头的温度,再根据实时的接头温度进行分析,工作人员可以更全面地了解电力电缆的运行状况,提前做好防护措施降低故障的发生率。2)超高频检测技术如果电力电缆只是局部的放电脉冲频率较高,那么要获取局部的放电信号就需要提高检测工具的采样频率,控制来自外界的噪音感染。超高频检测技术利用宽频带局部放电传感器,加上电磁耦合方法的应用,能够检测位于10~28MHz频段之间的局部放电现象,且检测效果令人满意。
2电力电缆诊断检测技术的应用控制策略
2.1绝缘耐压法
该故障检测技术主要分为两种,分别是监控绝缘耐压法与简单绝缘耐压法等等,简单绝缘耐压法主要指的是检测人员在规定的时间之内,通过在电力电缆上部施加2倍左右的工作电压正弦,从而诊断检测电缆能不能在该电压状态下保持稳定运行,最终得到额定电压状态下电力电缆能否正常运行的结论。因为故障诊断人员没有确定电力电缆运行的具体指标,检测人员并没有将这一故障检测方法视为标准方法。但是,应用该方法获得故障检测结果,能够帮助故障检测人员准确判断电力电缆是否需要进行维修。通过合理运用绝缘耐压法,电力电缆故障检测人员能够在短时间之内判断电力电缆是否需要维修,但是,却不能够得到准确结论。与简单绝缘耐压法相比较来说,监控绝缘耐压法则比较先进,合理运用此方法,能够帮助电力电缆故障检测人员更好的掌握电力电缆运行情况,并准确测量电力电缆介质材料介点率与局部的放电特性等等。
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2.2电力电缆测距类别
1)高压冲脉法高压冲脉法是社会发展过程中产生的现代测试方法,这种方法已经远远超过了经典法,非常适用于高压测距。在具体测试过程中,对施加电压的值要格外注意,在放电后还会形成反射脉冲和脉冲,在这种情况下,就要严谨精密的计算其形成的故障点位置。这种测试方法的优点就在于它具有非常广泛的测试范围,但这种方法的要求也非常高,其操作必须由专业人员来进行。2)经典电桥法经典电桥法是最经得起时间考验的一种方法,一直沿用到现在。这种方法是多用于故障检测中的单相接,首先要将非故障与故障导体连接起来,形成一个小桥,然后要使小桥达到平衡的状态,这时可以通过电阻等状态的调节来实现,在其平衡之后,就可以进行测量,测量的结果可以通过桥臂的电阻比推算出来。这种方法虽然历时较长且极为经典,但随着电力事业的发展,这种方法逐渐跟不上时代发展的要求,被时代所淘汰。3)其他方法电力电缆测距类别划分,除了高压冲脉法和经典电桥法,还有低压脉冲法、闪络法、故障点烧穿法和二次冲脉法。低压脉冲法操作迅速简单,范围较小,低阻测距是其主要测定对象。闪烙法对故障点的测定借助了高电压的放电作用,分为简单的直闪法和复杂的冲闪法,其中直闪法更加严谨精确。故障点烧法的使用需要根据电缆材质来判断,二次脉冲法使用简单直观,适用范围上存在限制,不适合用于闪络故障和高阻故障。
2.3电力电缆故障定点技术
当发生故障电缆的路径和距离测量完成后,故障点的大概位置也就能够确定,但如果要想更准确地定位故障点还需用到故障定点技术。1)声测技术利用放电装置让故障点放电发生振动,振动传至地面后利用振动拾音器接收来自故障点的声音信号,之后就可明确故障点的具体位置,一切高压脉冲信号之后故障点可产生放电声音的电缆故障检测都可以应用声测技术。2)声磁同步技术故障点在放电时会同时产生声波和电磁波,由此可以准确定位故障点。在故障电缆上加入高压脉冲信号,放电时,故障点会同时产生声音信号与脉冲磁场信号,但是它们的传播速度不同,利用它们最小的传播时间差来定位故障点。3)音频感应技术技术人员要用耳朵辨识出声音信号是强是弱,最终判断出电缆故障的发生位置。将1kHz或者其他频率的音频电流信号加在电缆两相之间或者金属护层和相之间,音频电磁信号由此产生,并在距离较近的开路故障点正上方或是金属性短路故障点形成信号最强的磁场,可借此定位故障点。4)跨步电压法在大地和电缆故障点施加直流高压信号,故障点的大地表面就会形成点位分布,且呈喇叭状。大地表面的两点电压需要用灵敏度极高的电压表测量,故障点前、后电压表指针全部指向相反的方向,由此可定位故障点。5)全球定位系统行波故障定位技术电力电缆发生故障后,线路上会出现运动速度不变的电流行波和电压,利用现代性波定位来检测可以找到精确的故障点。输电网GPS行波测量网络由记录仪和调度通信共同构成,用该网络来测量故障行波波头到达各变电站所需要的准确时间,然后通过调度来对故障点进行定位。
结语
在对电力电缆出现故障的情况下,首先要确定故障发生的原因,随后才能进行诊断和检测,故障的修复关系着电力电缆的安全运行,因此找出故障原因并诊断检测十分重要。本文列举了电力电缆故障的诊断方法和检测技术,通过诊断和检测找出故障之处并进行修复,才能确保其安全性,从而促进我国电力事业的发展。
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论文作者:胡建彬,裴兴毅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签:故障论文; 电力电缆论文; 电缆论文; 检测技术论文; 耐压论文; 电压论文; 脉冲论文; 《基层建设》2019年第18期论文;