高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术

◎李宇烽

高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术

◎李宇烽

高压电缆故障在电力系统中，是最为普遍的故障之一。在出现故障之后，必须要得到及时维修，如若不然，则会造成极大的影响。在电缆使用过程中，可以使用故障监测方法，来准确判定故障发生点，对故障进行最快速的排解，降低故障所造成的损失，提升电力系统全面性。

中国正在推行电网改造，在国家大力支持下，进度十分快速，但是其中的问题也逐渐的显露出来，我们的高压电力电缆，在多数情况下，都会选择以单芯电缆为主的材料源，因为单芯电缆有一端接地释放电压，能够有效的避开金属屏蔽出现的问题，减少意外金属环流的现象，解决高压电力电缆护层电流传输主要问题。一般在多点接地的情况下，我们选用的单芯电缆需要具有承受高电压和护层出现的能力，如果电缆质量不好、安装不到位、原来安装的高压电缆出现绝缘老化就会导致高压电缆频繁发生事故。本文采用了对目前已使用的电缆护层探测故障仪器设备技术在过高压电缆故障排除上的使用和在线监测及故障诊断技术进行了细致的研究。

电力电缆护层绝缘检测手段分析及监测方法

护层绝缘检测手段分析

通过对传统的监测的分析研究，主要的原理是采用断电模式，然后利用保护层的绝缘电阻进行测量故障点。第二种方法是钳形电流模式，通过测量层流循环电流来进行监测分析问题情况。如今，随着技术科技的发展与进步，高效的传输线路已经越来越可靠，物理上的电源故障在高压电缆中的发生也越来越少见。针对我国如今的复杂环境地下高压电缆故障问题，传统的手动测量循环电流模式已经满足不了高压电力电缆护层电流的故障解决。以某城市的电力局为例，目前存在69条环形的高压地下电缆，完成这些电缆需要100多个直接接地箱和将100个的叉连接接地箱，一般存放在塔中或在接头井中，对于如此大量的这些箱体，如果任然采用传统的监测技术，将需要花费相当多的人力、物理，并影响故障判断的时间。所以，开发一个创新的智能高压电缆护套绝缘在线监测系统已经成为势在必行的选择，通过这套系统的使用，可以有效的提高故障排查效率，并能有效的预防于未然。

电力电缆护层的监测方法

局部放电的在线监测方法。在本文中采用的局部放电技术是利用电缆绝缘体上面的微孔进行信号放电，这种微孔信号放电可以为高压电缆监测、诊断提供方便，我们可以通过放电信号外的绝缘介质，频率的频率不一样， 在高频信号中，频率高于300KHz。 由于信号通常分布在电缆屏蔽中，因此高频电流信号可以使用电缆外屏蔽的接地处的高频电流互感器耦合。然后，利用超声波传感器对局部放电后的那部分电缆进行监视观察。一般在电缆传输中，声信号的传输是比较慢的，外部的电磁信号噪声也相对较小，而且局部放电源是一种更可行的现场测试方法。

接地电流的在线监测法。一般，我们认定110kV以上的电压使用线缆是高压电缆，我们采用的材料以单芯电缆为主，但是在单芯电缆中的金属护层和线芯会产生磁力线的铰链现象，这种铰链现象容易导致感应电压情况的出现，为了有效避免这种情况的发生，需要对0.5km以内的短线路电缆进行接地措施操作，对高压电缆内部的金属护层进行如下的技术实施：确保一端直接接地进行放压，另一端主要负责电阻保护。需要对大于1km的高压电缆内部的金属护层进行如下的技术实施：三相分段且交叉互联两端的接地方法。这样，就能保证我们在电缆检测过程中，获取到全部的电缆外护信息，同时也能对接地电流进行监视，监测容性分量变化情况，这种既能获取大量信息，同时能够得知电缆老化的方案适合于110kV的高压电缆线路的应用。

温度监测法。除了以上对电缆的物理操作外，温度监测也是必不可少的，它可以获取电缆绝缘状况，同时可以在未发生故障前计算线路负载，通过分布式光纤温度检测对广泛的环形的高压地下电缆进行监视，通过拉曼散射和光时域反射原理，能够克服环境复杂问题，提供多点故障排查测量技术，同时造价小，传感器体积小，不受电流影响，简单操作，具有广泛的应用价值。

高压电缆护层故障

在高压电缆出现故障问题后，维护人员通过测量的参数和指标和运行状态来判断故障因素，物理人员主要通过如下三个步骤来操作：

电缆运作前。在传统的电缆制造中还存在很多的不足，故障的产生也会存在很大的随机性，在对电缆排查前，需要维护人员对物理设备进行手动安装，操作设备的不到位将是影响操作的重要原因之一。

电缆运作中。在电力使用不断加剧的情况下，各省市的高压电缆承受这巨大的超负荷压力，已经超出了当初建设的预期数值，如果继续忽视电压过载问题，导致的故障将会对电缆造成非常大的冲击。在维保人员中，需要避免操作故障过失，比如忽略了电缆绝缘子的问题，导致保护层的损坏，很多细小的问题都能导致非常严重的后果，也必将面对更加繁琐的维修状况。

长久运作导致疲劳。我国目前没有相应的备用设施，所有的设备都是24小时长时间作业，如此的使用将会产生巨大的损耗，尤其是高压电缆，对于超负载、广覆盖的需求，巨大的电量使用，长期的机械损耗，都是导致绝缘体老化、故障产生的重要原因。为了有效的避免现状，应该及时的对电缆进行更换，加强养护和监视的强度，才可以使高压电缆安全使用。

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。

（作者单位：国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司）