智能電網中電力電纜故障診斷技術應用研究

余年春，付亮，楊千帆，高新昀

【摘 要】目前，各行各業對電力能源的需求量日益增加，有效推動了傳統的驅動電網向智能電網轉變，未來智能電網將應用智能化手段測量并控制電流和電壓。雖然未來電網的能量流不會呈現單向流動的趨勢，但電網的核心作用是傳輸并分配能源。因此，論文對智能電網中電力電纜故障診斷技術應用進行了研究。

【Abstract】At present， the increasing demand for power energy in all walks of life effectively promotes the transformation from traditional driving grid to smart grid. In the future， smart grid will use intelligent means to measure and control current and voltage. Although the energy flow of the future grid will not show the trend of unidirectional flow， the core role of the grid is to transmit and distribute energy. Therefore， this paper studies the application of diagnostic technology for power cable fault in smart grid.

【關鍵詞】智能電網;電力電纜故障;診斷技術;應用

【Keywords】smart grid; power cable fault; diagnostic technology ; application

【中圖分類號】TM76 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）11-0137-02

1 引言

在現代化社會的發展中，電力能源的重要性日益突顯，直接影響著人民群眾的日常生活和生產，一旦引發電力事故極易造成嚴重后果，這就需要電力企業對各項故障進行快速定位和修復。現階段，電力電纜供電安全、可靠性有所提升，這就使得電力電纜在電力系統、工業和城市用電中得到了廣泛的應用，其不僅安裝便利，還能夠美化環境。在智能電網的快速發展中，電力電纜的安全、質量、故障定位和探測技術將成為電力系統運行的關鍵。

2 電力電纜故障產生的原因

在社會的發展中，電力電纜故障在很大程度上影響著人民群眾的日常生活，為了有效地改變這一現狀，電力技術人員需要分析電力電纜故障產生的原因，具體體現在以下幾點。第一，絕緣介質老化變質，由于電纜負載運行后，受到電力負荷的影響，絕緣保護介質會產生熱效應和化學效應，這就會在一定程度上影響電力電纜的性能，嚴重的還會喪失絕緣能力。第二，電力電纜過熱。造成這一故障的主要原因有電纜內部氣隙游離，局部熱量不斷增加，絕緣材料老化，電纜處于超負荷運行狀態，無法實現有效散熱，如地埋電纜通風條件差，在高溫的影響下出現材料老化問題。第三，機械損傷。造成機械損傷的主要原因分別是：首先，在外力作用的影響下，如施工和運輸過程中出現意外損傷，電纜性能受到影響;其次，受電纜敷設的影響，如過大壓力的作用，絕緣材料或保護層被損傷;最后，受自然力的影響，兩端接頭位置會出現膨脹電纜，這時護套會開裂，且在氣候變化的影響下，出現自然張裂現象。第四，電力電纜絕緣層設備在電壓承受壓力的情況下，雷電過電壓運行過程中，超出一定限制時會擊穿絕緣層，其主要原因是在室外環境中電纜終端頭出現過電壓，嚴重的會引發安全事故。第五，材料缺陷。如電纜缺陷、電纜附件缺陷、絕緣材料缺陷等，都會引發電力電纜事故。第六，護層被腐蝕。在電解液的化學作用下，電纜外的鉛包極易出現腐蝕現象，護層腐蝕會因發生的各項因素程度差異出現細孔。

3 電力電纜故障智能診斷的必要性

在智能電網運行過程中，電力技術人員需要實行智能診斷方式，有效地判斷電力電纜故障及其原因，為電能傳輸和分配的有效性提供支持。在未來智能電網中，智能診斷的相關因素主要有：首先，在未來智能電網中，由于分布式發電和風電場接入，使得電流波動日益復雜，這就使得電網設備面臨著嚴峻的壓力;其次，潮流和負載呈現出自動化特點，難以利用常規方式進行預測;最后，智能電網需要投入大量的資金，這就使得電網設備控制呈現出復雜性特點，電力技術人員應確保設備處于穩定的運行狀態，在設備連續運行的基礎上，才能夠為電網設備轉換提供更多信息支持。因此，電力技術人員需要掌握智能診斷的操作方法，這樣能夠提前避免故障的發生和計劃外停電現象，有助于及時地更改設備的最佳窗口時間。

4 電力電纜故障診斷技術在智能電網中的應用

在社會經濟的快速發展中，電力電子設備的應用越來越廣泛，其本質是普通的系統故障診斷技術和調控技術，能夠為電網潮流調配提供支持，提升電網結構的整體強度，減少電力事故的發生。

4.1 震蕩波檢測技術

震蕩波檢測技術是一種應用普遍的離線電纜局放檢測技術，這項技術是對充電后經過系統檢測回路的電纜放電電流中的脈沖信號進行診斷和分析，進而判定電纜中的放電情況和故障點，以實時、準確地判斷電纜的健康狀況，及時地發現并判斷電纜故障，為電纜運行的持續性和穩定性提供支持[1]。電力技術人員在應用震蕩波檢測技術的過程中，需要針對檢測電纜進行直流加壓，確保電壓值達到預定值，還需要合上高壓固態開關，利用設備電感和被檢測電纜電容產生諧振，這樣被檢測電纜終端能夠獲取阻尼震蕩電壓，通過分析電纜的各項運行信息，利用固定電感和被檢測電纜形成的阻尼震蕩回路以及相關配置，確保電壓震蕩頻次和工頻頻次一致。

4.2 阻尼震蕩波電壓檢測技術

電力技術人員需要根據震蕩波電壓下的電力電纜局部放電進行檢測，建立故障識別制度，在脈沖分離技術的抵御干擾下，與多模式分離技術組合，能夠迅速、準確地判斷電纜故障形式，并由智能電網識別電纜電線故障形式，進而判斷故障點，及時地進行有效處理，確保供電的穩定性。

5 結語

綜上所述，在未來電力電網的發展中，智能電網將得到十分廣泛的應用。現階段，社會各界對用電質量提出了更加嚴格的要求，電力技術人員需要認識到智能電網的重要性，建立完善的智能電網系統，為電力供應的安全性和可靠性提供支持。

【參考文獻】

【1】卜威，王韜，普凱.電力電纜故障診斷技術在智能電網中的應用研究[J].機電信息，2019（17）：23+25.