高压电力电缆故障分析及诊断处理
在新经济常态下，城市和农村对用电的需求越来越大，因此高压电力电缆在城乡电网输变电中得到了广泛运用。如果高压电力电缆在试验、生产、施工等环节质量有问题，那么在投入使用中，受运行环境、化学、机械等因素的影响，将造成绝缘老化等问题，最终造成电缆运行发生故障。
标签：高压电力电缆;故障;诊断
1 高压电力电缆故障主要类型
高压电力电缆故障类型多种多样，其中经常见到的故障有如下5种。第一，接地故障。导体和地面连接在一起，此过程中若电阻不存在统计意义，那么就属于安全接地。还有种情况为电阻不能被忽略，此时就可以产生低电阻或高电阻接地的情况。第二，断线故障。高压电力电缆在实际运行的过程中，在外力的作用下会出现各类突发状况，如被大风刮断等，电缆断开之后，电力输送也会中断，该区域中的电能供应就会出现瘫痪的情况。第三，绝缘故障。电缆绝缘在产生问题之后，会出现漏电事故。第四，短路。电力电缆短路后，可以会造成火灾，亦或是烧毁电力设备。第五，闪络故障。电流值异常升高，监控电力表针存在闪络摆动的情况，电压下降之后此情况会消失，但电缆绝缘阻值居高不下，表明高压电缆存在故障。
2 高压电缆故障的分析判断
2.1 高压电缆故障原因
高压电力电缆故障原因较多：电缆敷设过程中，施工人员技能水平不足使本体外护套受损或架设时牵引力太大引起电缆损伤，导致潮气进入电缆，使得电缆在投运前就存在严重缺陷;选择的电缆质量不过关，绝缘达不到相关的标准，导致出现风化、裂口、受潮等情况;随着人们用电需求的不断增加，电缆长期持久输送电能，有些处于超负荷运行状态;城市基建项目为了赶工期，往往不能及时清楚辨析电缆的走向就施工，导致直埋电缆遭到外力破坏;电缆在输送电能的过程中会产生热量，这些热量不能有效排解，就会加速电缆的老化。
2.2 高压电缆故障的分析
电力电缆故障分析和处理一般都是事后进行调查维修，主要包括以下步骤：首先进行故障检测，检测故障是否依然存在，辨别正常和故障的电缆芯线，同时确定故障类型;然后进行故障测距，确定故障发生的大概距离，为精准定位故障点提供准确的相关信息;最后进行精测定位，在故障测距的基础上，实现故障点精准定位，以便及时开展检修。目前的测距方法有电桥法、低压脉冲反射法、脉冲电压法、脉冲电流法、直流高压闪络法、冲击高压闪络法、二次脉冲法等，这些方法根据不同的原理都可粗略测定故障距离;精确定位方法有声测定点法、音
频定点法和声磁传播时间测量定点法。国内目前使用最广泛的定位方法是声测法定点，即给故障电缆施加高幅度脉冲信号使故障点出现闪络放电，从而产生声音信号，再利用高灵敏的微音器、接收机和放大器进行侦测，以实现故障点的精准定位，但无法完成电缆相间或相对地短路时的定位;音频定点法通过音频信号产生器向被测电缆中加入音频电流，分析故障点前后电缆电流所产生的磁通变化实现故障点的精准定位，但结果受很多因素影响，实现准确定位存在一定难度;声磁传播时间测量定点法是利用脉冲放电时，在电缆铺设路径所处地面测量声波从故障点到测量点的传播时间，计算出该点到故障点的距离，是一种理想的故障精确定位方法，可有效避免听觉上判断的误差。
3高压电缆实时监测诊断技术
3.1 泛在电力物联网介绍
我国目前对电缆故障的处理一般是故障事后维修或定期维修，所有的故障分析都是事后收集一些运行数据进行总结分析，存在时效性差，故障不能得到及时处理的问题，因此实现高压电缆运行数据的实时监测及故障位置精确查找就显得很有必要。国家电网公司提出的“三型两网”战略目标中，两网分别是坚强智能电网和泛在电力物联网。泛在电力物联网就是将物联网技术应用到电力系统中，即电源侧企业及其设备、电网侧企业及其设备、电力相关用户和设备还有电力供应商及供应设备之间的资源信息都是开放共享的，都可进行信息互联与交互。泛在电力物联网含感知层、网络层、平台层、应用层四层结构，可分为内部需求和外部需求两个层面，如图1所示。内部需求的定位是“以我为主”，融合所有部门实现“数据一个源、电网一张图、业务一条线”，即一网通办、全程透明;外部需求的定位是“我为主导”，拉动整个产业，连接内外、上下游资源和需求，打造一个互联网生态圈，实现资源共享。泛在电力物联网主要包含几大功能：对海量的电力数据进行收集、传输、一体化管理与智能分析;使终端智能化;将电力信息整合进行综合应用。
3.2 实时监测诊断技术
利用泛在电力物联网结构及思想，借助智能传感技术、5G无线网络传输和分析算法等手段，完成电力电缆数据的收集、传输、一体化管理与智能分析，對高压电缆的运行状态进行实时监测，准确查找故障点。电网的各种终端都可应用物联网技术，而且在不断的发展过程中，终端并不仅局限在计算机上，而是转向嵌入式计算机及其匹配的传感器。本文的思路是将大量的小型化、微型化传感器有规律地放置在高压电缆上，这些传感器有影像传感器、压力传感器、位置传感器、温度传感器等，可实时采集高压电缆的运行数据;利用5G无线网络传输相关数据，网络传输直接决定了传感器的反馈能否有效送达智能终端，最后通过智能终端进行综合研判分析，定位故障点。高压电缆故障定位示意图如图2所示，将每种传感器归为一组，将每组互感器放置在高压电缆a、b、c、d点上，设置每组互感器实时上传检测的相关数据。当某个时刻k1点由于某种原因出现缺陷或故障时，b、c点上传数据会明显异常，智能终端通过分析以及b、c点影像传感器数据综合研判，准确定位k1缺陷点或故障点，然后反馈研判结果并通知运维
人员及时处理故障。
4 高压电力电缆故障的防范措施
4.1 落实好交接班管理工作
落实好高压电力电缆故障防范措施十分的重要。通常，电力电缆事故出现于交接班时，因此本班值班人员在快要下班时，应做好对各项工作的交接处理。例如，检查设备和器具，详细记录运行情况，对运行资料进行整理，并做好工作岗位卫生清洁工作。然后将工作情况提供给接班人员。同时，在交接班的过程中，需积极的提出指导意见，尤其是设备运行状况，交接班时应详细的进行说明，将工作处理完善后才能下班。
4.2 规范状态检修管理方法
操作变压器的过程中，工作人员需结合电力电缆的状态检修管理规章制度，对具体操作予以落实，并注重电力电缆的空载变压，确保能够将电压偏差控制在科学的范围中，进而让变压器在空载的状态中，依然能够维持稳定的电压输出[4]。在直流回路操作方面，对电力电缆予以状态检修的过程中，由于安全风险较高，工作人员应严格按照有关规定开展各项操作，不能因为电力电缆系统中存在直流保护系统而随意的进行操作，同时还需增强自身责任意识，确保直流回路操作的规范性，进而让系统维持在安全、稳定的运行状态。倒闸属于较为常规的状态检修环节，在具体操作中，工作人员需对倒闸操作票予以正确的填写，并落实好设备状态检修管理工作，确保电网稳定、安全的运行。此外，需落实好对接电线装设管理工作。
5 结语
通过对目前高压电缆故障原因分析及检测方法的介绍，从泛在电力物联网角度着手，提出泛在电力物联网在高压电缆实时监测的应用探讨，根据目前高压电缆运行及故障经验提出预防措施，对高压电缆故障的快速、准确查找及预防有一定参考价值和指导意义。
参考文献
[1]李梦泽.10kV电缆故障的检测系统设计及故障后处理研究[D].东北农业大学硕士论文，2016.
[2]吕永明.利用暂态行波的10kV电缆单环网故障定位系统研究[J].山东理工大学硕士学位论文，2014.
[3]顾晓璐.电力电缆的运行维护与故障探测[J].设备管理与维修，2017，（10）：17-18.
