电力电缆故障在线监测

1、电力电缆故障在线监测摘要：随着我国科学技术不断发展与进步， 电力电缆在城市电网中的应用越来越 普遍，并且取得了良好的效果。但是，电力电缆一旦出现了故障，总体而言其查 找十分困难，供电恢复往往会延迟。因此，为了保障电力电缆故障诊断及修复快 速高效，就应加强电力电缆故障的在线监测。 基于此，本文对电力电缆故障在线 监测进行了探讨，首先介绍了电力电缆故障的类型，其次对电力电缆故障原因进 行了分析，最后对电力电缆在线监测相关内容进行了探讨。关键词：电力电缆 故障监测 原因 在线监测目前，电力电缆在城市电网中的应用逐渐普遍， 其具有维护工作量小、运行 可靠及美化布局与环境等优势。但是，由于电力电缆长埋于

2、暗无天日的地下， 因 此一旦出现了故障，其查找是十分复杂的，一般都会花费几个小时，甚至一天或 者几天。这样不仅浪费了人力与物力，同时也会造成难以计量的经济损失， 还会 对社会造成一定的影响。比如说，2010年8月10浙江省舟山海底电缆某两条电 力电缆受到了外力的破坏，造成了全岛大范围停电，在抢修过程中其中一条花费 了一周时间，另外一条则花费了十二天，使得全岛生活及工业生产受到了重创与 损失。我国城市化电网改造进程不断加快， 而城市建筑过于密集，因此电力电缆 受到了青睐，越来越多的进入了城市化电网系统中。 但是，电力电缆有着固有的 缺陷，比如说接头施工过于复杂、施工缺陷易导致隐患等，这就使得故障

3、在所难 免。当电力电缆故障出现，如何准确、迅速及经济进行故障定位与处理，最大化 减少人力与物力及财力的损失，是当前必须重点考虑的问题。这些年的实践经验 表明，采用在线监测手段，能有效降低上述问题带来的损失。基于此，本文对电 力电缆故障在线监测进行了探讨，希望对相关事业有所借鉴。1电力电缆故障类型概述本文根据故障点绝缘电阻值的大小及相关监测技术，将电力电缆故障分为了以下几种类型：高阻故障高阻故障指的是电力电缆相间绝缘电阻大大低于了正常值， 同时高于十倍电 缆特性阻值，高阻故障根据故障的性质还可以分为两种： 闪络性高阻故障与泄漏 性高阻故障。当出现了高阻故障，一般不能利用低压脉冲反射法加以测量。低

4、阻故障低阻故障指的是电缆相间绝缘受到了损坏，导致绝缘电阻减小，并且小于十倍电缆特性阻值。当发生了低阻故障时，一般可以采用低压脉冲反射法加以测量。开路故障开路故障指的是电缆相间绝缘电阻达到了规定值， 但因为工作电压的关系无 法传送到线路终端，从而使负载能力过差。2电力电缆故障原因分析我国对电力电缆故障进行了大量的研究与分析， 其中对故障产生原因进行了 总结，大致可以分为如下几类：超负荷运行如果电力电缆长期处在超负荷运行状况下， 其往往会产生大量的热，由于地 下环境散热较差，一旦温度达到了 一定程度，不仅会加速电缆绝缘老化，同时也 会将较为薄弱的部位击穿，从而造成电力电缆故障。机械损伤机械损伤主要

5、出现在敷设、施工及运输过程中，比如说在敷设的时候由于拉 力较大或者产生的弯曲较大，就会直接造成绝缘及保护层的损坏， 而在具体的施 工与运输过程中，一旦受到的外力作用较大也会对电力电缆保护层产生误伤。绝缘受潮就目前来看，绝缘受潮属于电缆故障的主要原因之一，一旦绝缘受潮，其表现通常为泄漏电流较大，并且绝缘电阻往往较低。具体而言，产生绝缘受潮的原 因有这样几个方面：1）电力电缆本身存有质量缺陷，在包铅（或者铝）的时候， 留下一些裂纹或者砂眼等。2）电缆的中间与终端结构密封不当或者失效，使得 长埋地下受到了潮气的侵袭，从而导致了自身的绝缘性能受到破坏；3）电力电缆的护套受到了外物刺碰，或者受到了化学、

6、电解等腐蚀，最终造成了保护层失 效。电缆头故障电力电缆故障经常发生的部位主要在中间连接头及终端头，发生在这两个部位的主要表现为：1）制作工艺上的欠缺，使得电缆头的内部掺杂了杂质或者气 隙等，当正式使用之后，遇到了强电场作用，内部杂质往往会产生游离，形成一 种树枝放电现象。2）上述两个部位的金属屏蔽在接地的时候处理不当，从而使 得接地的电阻大于了规定值，最终产生的感应电压过高，便会造成电缆部分绝缘 被击穿。3电力电缆故障在线监测探讨从当前来看，主要的电力电缆故障在线监测分析包括了小波变换分析、 神经 网络及专家系统等，止匕外，加入了现代化的传感器及计算机技术， 使得电力电缆 故障在线监测技术更加

7、娴熟，取得了十分良好的效果。小波变换分析在电力电缆故障在线监测中的应用小波变换往往在时域、频域删时等方面有着良好的局部化特性， 尤其对于信 号奇异点十分敏感，侧重应用在时变的非平稳信号监测和分析中，一般能很好的 对故障进行测距分析。电力电缆故障测距的关键在于暂态故障的特征提取，相关研究提出一种改进方法，此法基于同步采样技术与小波变换分析， 同时对地下电 缆系统加以仿真与评估。其中，定位系统包括了小波分析、故障行波达到时间检 测、同步采样及故障距离计算网几个部分。 在具体操作中，同步采样所得数据可 以通过两个小波进行分析，这样就能更好地识别故障行波到达的具体时间。而相 关仿真表明，如果故障离电力

8、电缆两端有一定距离， 其故障误差往往呈现出一种 对称的分布方式，并且通常和故障类型无关；故障点与电缆两端的距离越远，测 距所得结果就越准确。人工神经网络在电力电缆故障在线监测中的应用人工神经网络即ANN指的是一种利用计算机网络系统来模拟生物神经网络 的智能化计算系统。对于网络上的每一个结点而言，其相当于一个神经元，通过 存储与处理相关信息，同时连接其他结点共同工作。在具体的操作中，求解一个 问题往往是向人工神经网络某个结点中输入相关信息，该结点在处理完之后就会 向其他结点输出，以此轮轴一样的转换下去，直到整个工作完成，最终就会输出 结果。基于此，相关研究者就提出了利用人工神经网络技术进行地下电

9、力电缆线 路故障的定位。具体而言，当电力电缆系统出现了故障，在此期间，将输电线路 中的不同地点的测肇电流电压作为样本，然后将其用到特定训练的神经网络中， 接着就可以将该样本与案例库中的样本进行比较， 从而识别出电力电缆故障所在 位置。实时专家系统在电力电缆故障在线监测中的应用专家系统其实就是一种具有智能化特性的计算机程序，其智能化主要指的是 其能在特定领域中模仿人类专家的相关思维，从而解决电力电缆故障中遇到的复 杂难题。所以，我们在设置专家系统的时候，就应将人类专家所理解的所有知识 都设计在其中，从而使其成为一种拥有人类推理能力的真正“人类专家” 。这些 年利用实时专家系统在电力电缆故障在线监

10、测中取得的成效越来越明显，使得人类对这种系统的研究越来越深入，相信经过不断探究与发展，一定可以解决更多 的故障问题。电力电缆故障在线监测的主要作用电力电缆故障在线监测有着很多方面的积极作用， 本文简要阐述其在以下三 个方面的作用：1）对电力电缆负荷电流进行在线监测， 能有效防止超负荷运行。 电力电缆超负荷运行，不仅会造成电缆温度过高，加快其绝缘老化，同时也会使 得其薄弱环节产生击穿隐患，这样就会大大减少电力电缆的使用寿命。因此，针对电力电缆的敷设方式、环境温度、运行条件等进行长期允许载流量的在线监测， 能保障运行中一旦出现了超负荷运行，就可以尽早规避电缆故障的发生。2）对电力电缆温度进行在线监测（实时监测），能有效防止其电缆温度过高而产生安 全隐患。电缆故障发生往往会引起自身局部温度的升高， 而安装了相关的温度在 线监测装置，便能将温度状况进行实时反映，一旦监测到了不利于电缆运行的高 温情况，就可以及时采取措施进行解决。 3）对电力电缆故障进行在线监测，可 以有效防止电力电缆的电解与腐蚀。对于电力电缆的包皮及周围金属部件而言， 一般都具有良好的绝缘效果，但是在地下长期受潮的话，就会使得包皮及金属部 件受到损坏，从而降低周围物质的电解及腐蚀作用。 因此，若做好了相关的在线 监测，就能及时