高压电缆故障分析判断与查找研究

　　近年来,传统的架空线路逐渐被埋设在地下的电缆所取代,但因为电缆线路的设立不在地上而是埋于地下,电缆故障的阐发、定位以及维修等一系列的事情都相对较为繁杂,对电缆故障阐发与定位技术提出了更高的要求。今朝海内外配电网故障在线定位办法主要有直流叠加法、在线介质损耗角正切法等[1],但在现实的利用中仍旧缺少一种实用性较高的故障查找办法。笔者根据自身现实事情履历对高压电缆常见故障进行简单总结的根基上重点根据暂态行波法测距理论探讨电缆环网故障预警定位体系的设计,实现高压电缆故障点间隔的准确定位,为供电稳固运行提供了保障。

　　1 高压电缆常见故障

　　在现实事情中,高压电缆在施工安装运输以及后续使用维护中因为电缆临盆质量的差别、施工进程的欠妥、永劫间的超负荷运行、绝缘老化变质以及电缆运行情况的繁杂化多样化都有可能导致故障的产生,通常存在短路、断线、泄电接地这三种类型的常见故障,细分为二相芯线间短路、三芯电缆一芯或两芯接地、三相芯线全体短路以及一相芯线断线、多相断线等。

　　2 高压电缆故障点的断定与定位

　　今朝我国对高压电缆故障点进行查找定位主要根据诊断—测距—定点这三个步调,主要使用低压脉冲法、高压脉冲法、二次脉冲法、冲击放电声测法、音频法、声磁同步原理等办法去对故障点详细地位进行断定。但这些故障检测办法都存在着弊病,譬如说低压脉冲法实用于短路与低阻故障,但却不实用于闪络性故障、高阻故障,不克不及够实现周全对高压电缆故障进行预警与定位。跟着科学技术的快速成长,电缆故障定位技术不再仅限于传统消耗年夜量光阴的定位办法,在先进计算机技术的根基上构建主动化故障定位体系成为电力行业成长趋向。

　　20世纪中期,经由过程应用故障行波对故障点进行检测与定位的理论被提出,后续的试验证实该办法有着相对较高的准确度[2]。是以,笔者经由过程借鉴海内外先进资料与履历且基于行波理论设计电缆型故障指导器定位体系,其体系是由电缆型故障指导器和故障定位装配构成,可以或许实现将分歧的电缆响应的材料数据与体系数据库相联系关系,搭载GPS可以或许实现电缆故障主动定位。

　　2.1 体系架构

　　该体系分为后台体系与前端检测装备两部门(图1),交融先进的数字化传感器技术、高速数据采集、通讯技术和计算机技术为一体,可以或许顺应恶劣的运行情况。

　　前端检测装备。主要由前端数据采集单位与搜集单位所组成,采集单位采纳当代微电子技术、高速数据采集技术、数字旌旗灯号阐发与传输处置技术,可检测到环网运行的电缆线路中随意率性一条电缆产生暂态故障时故障点发生的暂态行波达到本体系各个监测装配的精确时候,并且抗滋扰才能强、靠得住性高,包括有电流丈量功效的相间故障指导器3只、电流丈量功效的零序故障指导器1只和面板指导器1只。面板指导器安装在开关柜(或环网柜等开关装备)的面板上,对电力线路短路接地故障进行断定并给出指导旌旗灯号。相间和零序故障指导器可以丈量线路的负荷电流,及时监测线路的故障信息,实现数据的采集与信息上传,并能在动作之后在设定的光阴内或在规复送电后主动让指导旌旗灯号复归,也可准时复归。

　　另外,为了进步高频数据采集装配抗滋扰才能,装配FPGA内置有履历线模RMS(Root-Mean-Square)运算及Hilbert谱阐发等相关算法,确保采集装配的触发信息与电缆故障高度相关。旌旗灯号采集并处置后经由过程蓝牙无线通信将暂态行波的数据信息传输给转发单位。转发单位将旌旗灯号采集处置单位采集到的数据信息编译后转发给上位机。搜集单位安装于环网柜、开闭所内,主要由主板单位、光旌旗灯号处置单位、存储模块、电源治理模块以及通信治理模块等部门构成。可以或许经由过程光纤通讯接管采集单位传输的遥信(故障信息)、遥测(负荷电流)信息进行阐发、编译;可及时监测24路开枢纽关头点遥信状况并天生响应的遥信变位信息及SOE信息;采集到的数据经由过程GPRS模块经由过程无线信道完成数据上报主站体系。

　　后台体系。应用计算机与通讯等技术实现对环网线路环境及电缆运行状态进行综合监控和集中治理,其硬件主要包含行波阐发事情站、数据服务器、维护事情站等,经由过程通讯收集与前端装备对电缆网路上所网络的故障发生的暂态行波信息的整合,应用其自身主动故障定位功效、波形阐发以及辅助波形阐发等壮大的处置阐发功效实现电缆故障的终极定位,并实时针对故障定位成果进行报警和故障信息的宣布。后台体系的软件架构如图2所示,主要包含三个条理。

　　2.2 主要功效

　　实现故障快速定位。该体系可及时精确地在线监督线路状况和线路负载电流,并将网络到的故障报警以及负荷电流等及时信息反馈至主站中心[3]。主站中心接受信息后对其进行数据整顿、阐发以及拓扑计算,从而肯定电缆故障区域,依据区域领导事情职员敏捷精确地找到相对应的故障点。当线路产生短路、接地、停电和送电等运行状况变化时,故障指导器检测到变化的旌旗灯号并断定线路是否产生了故障,故障点前到变电站故障回路上的所有指导器都邑转变状况并现场给出指导。如当线路呈现短路故障时,短路故障指导器感应到故障电流,则指导器由不发光状况转为发光状况(图3)。依据2#线B相指导器2,5,8和2#线C相指导器3,6,9由不发光状况转为发光状况。而11,12指导器没有发光,即可敏捷肯定故障为D点。

　　故障在线监测。体系设有通讯功效具有有用且稳固的故障在线监测功效,可以或许周全精确的网络电缆的故障信息。内置光纤数据输出接口,采集单位(指导器)还会将监测的动作旌旗灯号、短路故障遥信、接地故障遥信、停电、送电、温度、负荷电流等信息经由过程光旌旗灯号传输到搜集单位(通讯终端),再经由无线模块(4G模块)将信息发送到事情主站与实在现信息共享,当故障产生时主站可以或许及时对产生故障的电缆收集进行拓扑布局阐发和数据计算,经由过程线路色彩的变化闪耀直观显示故障地点区段,同时弹出对话框提醒报警,见告事情职员故障点详细地位地点。

　　双端主动测距及故障点指导。体系应用双端多次测距办法实现电缆故障测距测算,并应用平台实现故障点指导。与传统离线定位技术相比体系定位偏差小,依据故障点间隔区分电缆本体故障或是电缆接头故障。

　　采集光阴同步。体系装配了GPS同步时钟,在应用行波进行测距时,为保证测距成果的准确,必需确保各个丈量点的同步采样。经由过程借鉴应用GPS同步时钟对架空输电线路进行双端行波故障测距的技术,将GPS同步时钟利用于高压电缆的故障定位体系,确保装配间时钟同步,实现暂态电流行波旌旗灯号呈现时的精确授时。

　　3 结语

　　众所周知,高压电缆在我国的电力体系起到了至关紧张的作用,可以或许为人们生涯程度的进步以及经济社会的成长保驾护航。高压电缆产生故障时,如若不克不及够实时对故障进行阐发断定以及查找定位,每每会造成规模停电,造成弗成挽回的损失,是以本文对付电缆故障断定与定位的研讨具有必定的意义与代价。本文重点探讨了基于行波理论的电缆故障定位体系,本体系的设计与利用可以或许进步配电网运行程度,主动实现故障定位和测距,晋升相关事情职员的效力,低落维修本钱,为线路正常运行提供了有力保障。