中低压电缆状态监测及故障诊断技术研究.docx

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中低压电缆状态监测及故障诊断技术研究

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摘要：伴随着我国乡镇和城市化的发展，电力电缆的应用更加的广泛，电缆已经成为了现代生活中不可缺少的一部分。但是，在电力电缆的发展和应用过程中，电缆的高架线路已经渐渐的被地下线路所代替，电缆设备的安全运行与人们的生产、生活息息相关。如果发生了事故不仅会影响用电设备的正常运行，严重时更是会造成安全事故，危害人们的生命及财产安全。

关键词：中低压电缆；状态监测；故障诊断

一、电力电缆故障原因分析

常用的高压电缆主要有：绝缘绕包型、交联聚乙烯绝缘挤包型以及橡胶绝缘挤包型等。现阶段的电力电缆常见为绝缘材料，例如：油纸、橡胶等。这些材料不仅价格低廉而且使用寿命较长，如果在符合标准的制作过程和正常的使用条件下，该些材料的使用具有较高的性价比，相比较其他材料具有较为明显的优势。因此，电缆绝缘质量水平，对于电力电缆的故障的产生有着重要的影响。

1、机械性的损伤。机械性的损伤是最为常见的电缆事故之一，其中机械性的损伤包括外力损伤，例如：在外力拉伸的环境下，发生外力损伤、在安装施工的进程中，对电力电缆的施工损伤、由于车辆挤压或者环境腐蚀造成的自然损伤。这些损伤因素的存在会使得电力电缆在使用过程中遭受到很大的损害，长时间的损害就会使得电力电缆的寿命降低，并且会引发一系列的故障。

2、绝缘受潮及绝缘老化。绝缘受潮也是造成电力电缆故障的又一大因素，主要指得是中间接头，两端接头和接头失效的发生，还有可能是由于外包装的损坏造成的电力电缆的受潮。绝缘体在使用过程中易发生氧化反应，引起绝缘体的老化，从而造成绝缘效果的下降。

3、过电压。电缆的绝缘层设备都有一定的电压承受上限。如果在大气过电压及内部过电压情况下运行，就会超出其限度而导致绝缘层被击穿。许多室外环境中的终端头故障都是由过电压导致的，过电压现象会使电缆自身的某些缺陷放大，从而发生事故。

4、材料缺陷。材料缺陷有以下三种。第一种，电缆缺陷。不但包铅及包铝可能会留下缺陷，且包缠绝缘操作不当也会造成纸绝缘的褶皱、破裂、重叠或缝隙等缺陷。第二种，电缆附件缺陷。这方面缺陷包括铸铁件有砂眼、机械强度差、零部件不合技术标准、组装不严密等。第三种，绝缘材料缺陷。这主要体现在日常检修和管理的不到位方面，使得电缆中段及两端接头的绝缘介质老化、污染及受潮，降低了街头的质量。

5、护层的腐蚀。在电解及化学作用下，电缆外的铅包极容易受到腐蚀。护层的腐蚀情况可因其发生因素及程度的各不相同，使铅包表面呈现出红色、黄色及橘色的化合物或海绵状的细孔。

二、电力电缆状态监测技术

1、智能传感器。传感器是设备状态信息获取的源头，将直接影响到监测系统的性能。传统的传感器有易受干扰、寿命低、灵敏度不高、成本高、稳定性差等缺点，科学技术的发展促进了测量技术的进步，新型传感器的出现解决了信息采集可得性问题，新工艺、新测量原理的传感器对提升系统性能起到了关键作用。建立在新工艺、新测量原理上的智能传感器，能提高数据采集的精度，并且有自校正、自补偿功能，将智能传感器用于设备数据采集，能解决数据不稳定，存在严重干扰，测量数据精确度不高等问题，也为系统诊断分析打好了基础。

2、红外在线监测技术。热与电气设备有着十分紧密的联系，电气设备出现故障，均会使设备发热。红外在线监测技术是一种新型的在线监测技术之一，具有较高的安全性，检测效率好，甚至可以检测出设备温度的细微变化，有利于故障判别和定位。红外检测技术运用于变压器的状态监测中，可以检测出冷却装置控制键元件、各个部位接头的温度，甚至能检测出变压器的潜伏性故障。在检测变压器内部的时候，由于故障点的位置较深，可以利用红外检测结合光纤等技术进行故障诊断。

三、电力电缆故障的诊断技术

1、确定电缆的故障性质。为了对电力电缆故障进行合理的诊断并加以排查，首先应做到对其故障性质做出准确判断。通常来说，故障类型可依据不同的划分方式分为高阻故障和低阻故障，闪络故障和封闭性故障，接地、短路、断路故障或以上的综合，以及单相、两相或三相故障。故障判断的方法一般可根据其现象先做出简单判断。如果故障中有单相接地信号的提示，则单相接地故障的可能性很大；如果发现过流保护动作跳闸，就可将故障类型缩小到两相、三相及接地或接地与短路综合故障的类型范围内。这些故障发生后，由于断路或接地电流会将电缆线芯烧坏，因此在原有故障的基础上又增加了断路故障。通过故障表象完成初步判断以后，应对电缆的绝缘电阻进行测量，并同时进行电缆导通测试，这样就可进一步了解电缆故障的性质。测量机测试方法一般会采用兆欧表来完成，得出各电缆线芯之间以及线芯与大地之间的绝缘电阻，从而可知是否存在短路及接地故障。如果测量结果显示绝缘电阻正常，则需另外进行导体的连续性检验。将实际检验结果与计算结果进行对比，若实际结果偏高，就能够