摘要：随着我国城市化进程的加快，高压电力电缆在输电系统中的作用越来越重要。然而，电力电缆在运行中因受多方面因素影响而经常出现故障，包括施工人员在安装过程中的不当操作、水分浸入、外力破坏导致的机械损伤、过电压或过电流、电缆服役年限增长导致的绝缘老化、腐蚀等。由于电缆金属护层感应电压随电缆长度的增加而增加，所以过高的护层感应电压会导致外护套击穿，甚至导致主绝缘破坏。而且护层中的不平衡护层环流会限制电缆的载流量。因此，研究人员提出了采用金属护层交叉互联的方式来解决以。本文主要分析探讨了高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术，以供参阅。
关键词：高压电力电缆；护层电流；在线监测；故障诊断技术
引言
电力的高速迈进，为电力行业的安全性提出了越来越高的要求，如何能够在电力行业稳步迈进的同时给它披上安全的外衣，显得尤为重要，为此，我们应当对高压情况下的电缆可能产生的故障进行一定的分析，展开对电缆故障检测技术及其措施的深入探讨，从而使得电这一人们的生活必需品能够不仅仅满足人们的生产生活需要，还能够安全有序地造福人类。
1高压电力电缆产生故障的原因
造成高压电力电缆产生故障的原因有很多种，主要是外力因素和内部因素。正确分析电缆故障产生的原因，了解电缆敷设环境，确切判断出电缆故障性质，选择合适的探测方法，快速、准确地判定出故障点，能够提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失。其中外力因素包括被水浸，电缆被水浸泡后就会严重损害电缆的绝缘程度，造成接地故障而发生安全事故。温度的腐蚀也是造成故障的原因之一，外界的火源或是热源会造成电缆温度过高，导致短路。还有就是在施工的过程当中由于工作人员操作不当；受到外界的破坏等等原因。内部因素是由于电流产生的热效应，导致芯片发热，产生附加热量，使电缆温度升高，长期超负荷运行，会极大程度的引发故障。或是电缆中护层电流本身发生短路，电缆对地产生连接，这样就会使高压电力电缆的绝缘性电阻下降，产生故障。还有就是电缆本身使用的时间过长，电缆发生了老化以及腐蚀现象。电场分布设计不完善、材料选用不当、制作工艺不良、不按操作规程要求制作等，都会造成电缆头绝缘故障，绝缘层上出现褶皱、裂损、破口和重叠间隙等缺陷。
2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。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。
3故障状态下护层电流的在线监测及故障诊断技术
3.1交叉互联接线方式下的同轴电缆与接地箱
根据电缆的相关经验得知，工程师可以在电缆绝缘层中的感应电流和电容电流加和得到其中的电流数据，为更好地使得三相电流的相互转变，可以采用在电缆之间的衔接处链接接地箱和同轴电缆的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆两条电缆具备相互交叉且相互不导电的电缆称之为同轴电缆，同轴电缆的作用在于使得接地箱和电缆能够更好地链接，从而解决接地箱直接链接电缆组波比较高的问题，此外，因为电缆本身电阻不变的属性，降低电缆电压可以通过降低电缆的电流来方便的实现，同轴电缆在降低电缆电流的同时，也做到了使得电缆导电部分不至于外漏受到雨水等环境因素的影响，链接交叉互联的接地箱，可以让不同电缆中的电信号进行更加高效的交互转换。
3.2高压电缆接头处松动
电缆接头连接处发生松动的现象是交叉互联电缆中比较常见的一种故障，究其根本原因是因为在安装电缆的过程中的各种操作方式上的不正当操作而造成的，也还可能是由于外界的作用力引发而形成的，接头处发生松动则将导致正常的电缆被断开而无法形成一个闭合的回路，当出现接头处松动的故障时，护层电流为0。
3.3交叉互联箱进水
在众多电缆故障的诊断和排除中，对电箱的检验也是十分重要的，因为长时间的下雨，接地箱也有可能注入大量的雨水，电流保护层被侵入，失去保护功能，这使得电缆本身的电路构造因为增加了水这个介质从而造成短路，尤其是在环境恶劣的地点，污水的排放倘若进入了接地箱，因为其阻值往往较低，会造成保护层的电流急剧增加，从而出现电缆设备电流过高的故障，严重者有可能发生爆炸和火灾。
3.4高压电缆接头处环氧预制件被击穿
在高压电缆接头处若发生环氧预制件被击穿现象，则会连接电缆两侧的金属护层，这样就会对交叉互联系统造成很大的影响，进而使得护层电流快速上升，而增大的护层电流又会加热环氧预制件，再加之接头处散热性能较差，这便降低了电缆运行的安全性。其中，若有一个接头处的环氧预制件被击穿，则会大大影响其中一条护层回路中的感应电流，而另一条则会保持电流恒定不变。
4高压电力电缆护层电流的故障诊断
选择一条线路长度为1.5千米，电压为110kv的电缆作为仿真对象，对电缆的原始数据、长度、电容率等，作出具体的测量，根据护层电流为感应电流与电容电流的和来进行计算，得出最后的护层电流测量值。在仿真的实际过程当中，对高压电力电缆护层电流做数据监测和故障诊断的时候需要选取实际的电缆作为研究对象，对数据进行分析与仿真，这样就能够清晰的了解到电流的实际变化情况。在系统的具体运行过程当中，电缆对应的三相负荷电流并不完全相同，差别很小，其造成的影响基本上可以忽略。根据电缆的故障分析可以知道护层电流与负荷电流的比值数为1，在电缆发生故障的时候，其比值就会变大，最大达到5。通过研究可得知，当电力电压发生故障的时候，可以建立一种三相交叉互联电缆护层电流的模型，科学的分析其数据以及动态变化，建立等效电力图。当电缆接头发生互联箱渗水或是预制板击穿故障的时候，电流的数值将会增大。
结束语
总而言之，高压电缆线路一直以来都是我国电力非常重要的保护资源，也是国家线路安全的工作保障，高压电缆护层的故障监测已成为高压电缆线路操作的必要设施，能够帮助排查线路，勘测故障距离，确定故障精确点。有效预防绝缘体老化、故障发生等问题。通过对电缆操作研究，确定可以使用故障监测方法，来准确判定故障发生点，故障快速排解，损失最低化，提升电力系统全面性。同时也保证了最大限度上的不改变线路连接的情况下，还原电缆运行，具有广泛的应用价值。
参考文献：
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[3]杨镇.高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术[J].中国科技纵横.2017（10）
论文作者:魏亚军
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/9/18
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