摘要：高压电力电缆，其在电网系统中占有重要的地位。高压电力电缆在运行中，存在一定的故障隐患，在高负荷用电的背景下，要采用故障监测的手段，监督高压电力电缆的运行状态，及时发现故障问题并处理，保障高压电力电缆的安全与稳定，降低故障发生机率和影响力度。本文以高压电力电缆为研究对象，探讨故障检测措施的相关内容。
关键词：电力电缆；故障检测；预警系统；电缆故障
引言
我国电网系统正处于逐步改革的状态，在改革创新中，高压电力电缆的规模越来越大，考虑到高压电力电缆在电网系统中的作用，全面实行故障监测，致力于解决监测中的故障问题，促使高压电力电缆保持高效、稳定的运行状态，防止发生安全事故。高压电力电缆的故障监测措施，有利于提高运行的水平，预防运行风险，体现了故障监测措施在高压电力电缆方面的实践价值。
1高压电力电缆故障原因
分析高压电力电缆故障的原因，如：（1）高压电力电缆的生产制造，本身就是诱发故障的原因，电缆本体、连接点等未达到规范的指标标准，安装到电网系统内，有缺陷的高压电力电缆，就会第一时间表现出故障问题；（2）调试方面的故障原因，高压电力电缆安装后，通过调试的手段，促使电缆进入到正常的运行状态，实际在调试时，缺乏规范标准，或者未经过调试就投入运行，都会对高压电缆电缆造成故障影响；（3）外力破坏，鸟类迁徙、建筑改造以及人为破坏，都属于外力破坏的范围，在高压电力电缆体系中，引发故障缺陷，在短时间内就会造成断电、短路的问题。
2高压电力电缆故障监测
2.1在线监测
在线监测的应用，在高压电力电缆故障监测方面，起到监督、控制的作用，主要是监测局部放电故障。在线监测时，从高压电力电缆结构内，选择安装电流传感器的位置，如：交叉互联箱、终端接地箱等，利用传感器耦合的方法，采集系统中的电流量，直接传输到在线监测中心，实时监督高压电力电缆的运行状态。在线监测中心根据传送的状态信息，评估电缆的运行状态。
2.2故障测距
高压电力电缆故障监测中的测距，属于故障定位的关键指标，测距期间，严格规划出故障的位置，快速、直接地找到故障点的位置。测距在故障监测中，属于重要的部分，辅助高压电力电缆故障的定位水平，提高故障检测及维护的工作效率。
3.监测技术
高压电力电缆有故障时，线路中的参数，有着明显的变化，采用监测技术，获取参数的实际变化量，在此基础上，推算出高压电力电缆的故障，同时有效判断故障的发生位置。列举高压电力电缆中，比较常用的监测技术，如下：
3.1电桥法
高压电力电缆故障监测时的电桥法，具有简单、方便的特征，其应用非常广泛，其只能判断故障，无法准确地判断故障类别。电桥法中的电流稍小，采用的仪表仪器，要具有较高的灵敏性，降低故障监测时的误差。电桥法使用时，应该测量非故障电缆相电阻，同时测量电桥法接入电缆相故障点前后的电阻值，比较后，找出高压电力电缆故障的发生点。
3.2万用表法
在高压电力电缆的故障监测过程中，万用表法短接了电缆内的金属屏蔽层以及电缆芯，也就是高压电力电缆的终端，而始端测量短接的电阻值，电阻值读数是无穷大时，说明高压电力电缆系统中，有开路的故障，电阻值的读数，高于两倍线芯的电阻，表示系统内出现了似断非断的故障情况。高压电力电缆的三芯电缆结构，如果接入了金属屏蔽层，就要考虑在终端位置，短接屏蔽层，采用万用表，接入开始位置，直接测量三相间的实际电阻值，掌握绝缘层的电阻值。高压电力电缆也存在着一些系统，没有金属屏蔽层，检测相间电阻即可，判断高压电力电缆的性能和质量。
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3.3低压脉冲法
高压电力电缆中的低压脉冲法，需要在故障电缆结构中，增加低压脉冲信号，待脉冲到达故障点、接头以及终端位置后，就会受到电气参数突变的干扰，促使脉冲信号发生反射、折射的情况，此时运用仪器，记录好低压脉冲从发射一直到接收过程的时间差，计算出高压电力电缆的故障区域。低压脉冲法在高压电力电缆的故障诊断方面，常见于低阻故障、开路故障，有一定的局限性，低压脉冲的仪器，以矩形脉冲为主，考虑到脉冲宽度、发射脉冲和反射脉冲的重叠问题，合理选择低压脉冲法的仪器。
4电力电缆故障监测与诊断系统
4.1电力电缆运行状态监控
电力电缆在运行过程中发生故障的原因分为内部原因和外部原因两种，内部的原因主要是由于线路的老化和电流的不稳定造成的，最终导致电缆接头长期处于高温状态下产生故障的发生，所以必须要进行电缆接头温度的监测。我们在实际的运用电力电缆预测系统的过程中，软件设计方面根据实际的需求增加了电缆接头的温度预测内容，利用现代化的手段实现智能的电缆接头温度进行采集，通过计算机系统的传输，通过曲线的形式对电缆接头温度进行直观的预测，了解故障出现的临界值，在出现预警系统警报的时候，及时通知相关部门进行故障排除和现场的勘察，降低故障发生的可能性。
4.2系统构成
监测系统的组成通常情况下采用分片型采集模式，系统的主要组成部分为前端的电缆接头温度探测与传输，电缆接头温度巡检仪，电缆接头数据分析软件，都是围绕电缆接头的温度监测为目标来建立的，通过互联网计算机的信息传输，可以收集更多的信息资料和整理。
4.3后台分析系统
后台分析系统主要是对于电缆接头出现的故障进行分析和诊断。各点巡检仪将从终端装置收集来的信息进行PC传输并且建立数据库，对于以往的信息进行收集和记录，通过对于数据的整理分析，可以对电缆接头的温度数据进行管理并且进行故障分析，对各个电缆接头的温度变化以曲线图的形式表现，可以直观了解电缆接头的工作现状。分析的主要内容在与温度上涨趋势，目前温度状态和一段时间内的温度状态等，根据分析结果对于可能出现故障的部位做出报警工作，确保电力电缆的正常运行，在故障发生前做出预警措施。
4.3传感器的选择
传感器是电缆接头温度检测的重要部位，根据传感器类型的不同，其电路结构和检测办法也有很多差异，合理的对传感器进行选择，可以有效提高终端装置的使用性能。目前我国常用的传感器主要包括红外线传感器、热敏电阻、半导体PN结等等的形式，但是根据传感器自身的特性，需要结合现场的实际情况进行选择符合要求的传感器，对于电缆接头温测最常用的为半导体PN结型。
4.4电力电缆辅助状态监控
电力电缆故障发生的外部原因，通常情况下是由于环境因素造成的，由于人为故意的损坏或者爆炸火灾等问题。这种情况下可以进行电缆辅助功能监控系统的设置，电流传感器可以有效对电流大小、可燃气体的浓度和远红外电开关等对于非法闯入者进行监测，通过现场的智能中断进行数据的传输转换为数字信息，利用计算机远程传输系统上传到上位机程序，通过精准的数据采集和分析，了解电缆的实时状况。
结语
高压电力电缆故障监测措施中，要明确故障的发生原因和具体表现，由此才能提高故障监测的水平，全面保护高压电力电缆的安全运行。高压电力电缆在电网的发展过程中，具有较大的潜力，必须要落实电缆故障监测，优化高压电力电缆的运行环境，保障电网的安全性及可靠性，避免高压电力电缆结构中发生故障问题，提升电网运行的水平。
参考文献：
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[3]胡洪飞.基于接地线电流法的电力电缆绝缘在线监测的研究[D].武汉：武汉大学，2004.
论文作者:梁俊国
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
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