10kV配电电缆故障诊断分析及预防技术应用

10kV配电电缆故障诊断分析及预防技术应用

Summary：10kV配电电缆故障是电力系统中常见的问题之一，故障的发生会给生产和社会带来不可估量的损失。因此，对于如何预防和解决电缆故障问题，一直是电力工程师们关注和研究的焦点。本文旨在探讨10kV配电电缆故障的诊断分析和预防技术应用，为电力工程师提供一些有价值的参考和建议。Keys：配电电缆；故障诊断技术；预防技术引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一。作为电力系统中的重要组成部分，配电电缆的安全运行是确保电力系统稳定运行的关键。然而，随着电力系统规模的不断扩大和复杂化，配电电缆故障也不可避免地会发生。因此，对配电电缆的故障诊断分析及预防具有重要的现实意义和实际应用价值。配电电缆故障诊断技术1.1预防性测试电力电缆主要预防性试验常见项目有以下内容：（1）测量电力电缆主绝缘电阻；（2）测量电力电缆外护套绝缘电阻；（3）电缆主绝缘耐压试验；（4）电缆终端红外测温、局放试验；一般来说最常开展的预防性试验有以下形式1.1.1绝缘电阻测试测试电缆绝缘电阻可以检查电缆绝缘是否老化、受潮。测试时要根据电缆电压等级选择量程合适的绝缘电阻表，10kV级以上电压等级的选用2500V及以上的绝缘摇表；敷设环境潮湿、电缆终端或套管表面脏污严重时，测试时要对测试电缆进行清理，测试时还需要连接绝缘电阻表上的屏蔽环。电力电缆比较长时电容较大时由于实验充电时间较长，宜选用电子式绝缘电阻表。测量电缆绝缘电阻时必须做好安全措施，对测试电缆充分放电（注意要先经过放电棒高阻放电，再进行直接放电。）防止对电缆的绝缘结构造成冲击。研究结果表明，该方法能够准确地评估电缆的绝缘状态，并且能够在较短的时间内完成测试，具有较高的实用性和可靠性。绝缘电阻测试的优点是测试方法简单、操作方便、成本低廉，可以快速判断电缆的绝缘状况。但是，该方法也存在着一些缺点，比如测试结果受温度、湿度等环境因素的影响较大，可能会对测试结果产生误差。因此，在进行绝缘电阻测试时，需要考虑到环境因素的影响，进行充分的校准和控制，以确保测试结果的准确性。必须通过对绝缘电阻值进行折算，再与上次实验值进行比较。1.1.2带电运行中进行局部放电测试局部放电监测仪对运行中的电缆终端发生局部放电进行监测。局部放电是一种电气放电现象，发生在绝缘材料中的局部区域。如果局部放电现象过于频繁或者过于强烈，就会导致电缆绝缘层的损伤，最终引起电缆故障。因此，通过局部放电测试来判断电缆绝缘层的状态，可以及时发现电缆故障隐患，从而采取相应的维修措施，保障电力系统的正常运行。例如，基于传感器网络的配电电缆局部放电监测系统。该系统主要由多个传感器节点和一个数据处理节点组成。安装在电缆终端头处的传感器，如果检测到电缆绝缘层出现了局部放电现象，系统就会及时发出警报，通过无线信号传递给运维人员，提醒运维人员及时采取维修措施。1.1.3交流耐压试验交流耐压试验原理是通过施加高电压交流电源，来检测电缆的绝缘能否承受额定电压的测试。目的主要用于评估电缆的绝缘状态和可靠性，可以检测出电缆中存在的隐患，帮助防止电缆故障的发生。交流耐压试验的主要步骤是：先将电缆的两端接入高压交流电源，然后逐渐增加电压，直到达到指定的测试电压值。在测试过程中，可以通过电缆的电流和电压信号来判断电缆的绝缘状态是否正常。在进行交流耐压试验时，需要严格按照相关标准和操作规程进行，确保测试电压和时间不超过规定范围，以避免对电缆绝缘产生损伤。当发生故障时，需要查找故障点的准确位置时，可以通过电缆故障测试仪对电缆故障点进行查找。目前对电缆故障的查找方法主要有：音频感应法、声测法、声磁同步法和跨步电压法。一般都能精准找到故障点。1.2破坏性检测1.2.1剥皮测试当绝缘测试不满足运行要求时，需要对终端或中间接头主绝缘进一步进行检查，连接点是否发生进水，产生水树枝现象，这样就需要对连接点终端或中间接头开展剥皮检查。剥皮测试是一种将电缆绝缘外侧的一定长度的绝缘材料剥去，观察电缆绝缘内部是否存在故障的测试方法。在进行剥皮测试时，需要先用绝缘刀切开电缆绝缘外护层，并将外层绝缘材料缓慢地剥离，同时记录每一层绝缘材料的状态。当剥离的绝缘材料上出现裂纹、气泡或黑点等异常情况时，轻微水渍时，就可以判断电缆绝缘内部存在故障。1.2.2泄露测试按规程对电缆进行泄露电流测试，分时段记录泄露电流，检查电缆绝缘状况，通过在电缆两端分别接上高电压直流电源，并记录电缆中的电压和电流变化，来判断电缆是否存在故障的测试方法。泄露电流与上次试验值比较是否超过5%的变化量，超过规定值就要注意。配电电缆故障预防技术应用2.1电缆维护管理在电缆的安装和接地过程中，必须符合相关标准和规范，如电缆的弯曲半径、铺设深度、保护措施等，避免电缆受到外界力的损伤或接地不良导致的电缆绝缘击穿。同时，在电缆安装和接地后，需要进行定期检查和维护，如检查电缆的接地情况和接头处的压紧情况，保证电缆系统的可靠性和稳定性。电缆在长期运行中，会受到污染、潮湿等因素的影响，导致电缆绝缘材料老化、劣化，进而影响电缆的可靠性。因此，在清洁电缆或在保养电缆时，需要定期检查电缆的绝缘状态和连接状态，并及时处理故障和损坏。电缆的试验和评估是判断电缆使用寿命和可靠性的重要手段。电缆的试验和评估可以通过多种方法进行，如局部放电检测、绝缘电阻测试、交流耐压试验等。通过对电缆的试验和评估，可以早发现电缆的故障和损坏，并采取相应的措施进行维修和更换，保证电缆系统的正常运行。2.2电缆接头的可靠性设计一般来说，接头材料必须具有良好的导电性、耐热性和耐腐蚀性，例如铜、铝等金属材料和特殊的绝缘材料。接头工艺必须符合相关标准和规范，并进行严格的质量控制。例如，接头的压接方式、焊接方式、包覆方式等需要按照相关标准进行选择和操作。在接头结构和设计中，必须考虑电缆接头的负荷特性、热稳定性和动稳定性因素，并采取相应的措施进行优化。例如，在接头结构设计中，需要考虑电缆接头所处的环境、负荷类型和应力分布等因素，合理设计接头的形状和大小，确保接头具有足够的强度和稳定性。在接头维护和检测中，必须定期进行接头的清洁和保养，及时发现接头的故障和损坏，并采取相应的措施进行维修和更换。在接头检测中，需要使用各种现代化的非毁伤性检测技术，例如超声波检测、热红外检测、局部放电检测等，及时发现接头故障和隐患，以提高接头的可靠性和使用寿命。结束语：总的来说，对于10kV配电电缆故障的预防和解决，需要综合运用各种技术手段，只有采取科学有效的措施，才能保障电力系统的稳定运行和用电安全。在未来的电力供应中，电缆的可靠性和安全性将继续受到重视，技术的不断发展和应用将为电力行业带来更加稳定和可靠的电力供应。Reference：[1]刘鹏程,田立斌,高磊等.基于反射系数谱相关系数的电缆故障检测方法[J/OL].绝缘材料:1-8[2023-