周建偉 胡培杰 張翔 陳棟

摘要：一般情況下，電力電纜設(shè)計(jì)壽命大多在30年，隨著使用時(shí)間的推移，正在使用中的電力電纜漸漸接近使用壽命。經(jīng)過多年的電網(wǎng)建設(shè)，部分區(qū)域的高壓電力電纜已經(jīng)進(jìn)入故障多發(fā)階段。電力電纜所處運(yùn)行環(huán)境一般較為惡劣，如低矮的隧道、潮濕的電纜溝等。在這種惡劣環(huán)境下電纜容易受潮、滲水等，進(jìn)而引起電纜絕緣性能劣化。電纜接頭和電纜終端在應(yīng)力作用下，更容易產(chǎn)生故障。經(jīng)過多年的檢測經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，接頭和終端等電纜附件產(chǎn)生故障的概率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他部位，約占總故障率的七成。

關(guān)鍵詞：高壓電力電纜;試驗(yàn)方法;檢測技術(shù)

電力電纜對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要作用，將成為快速發(fā)展不可缺少的條件，在使用電力電纜時(shí)應(yīng)該注意安全。為了能更好的在工作中運(yùn)用，要對它進(jìn)行分析試驗(yàn)，了解電纜的工作原理，注意事項(xiàng)和可能出現(xiàn)的故障及預(yù)防措施。在當(dāng)今中國市場的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電力電纜有著良好的市場前景。這使得電力電纜事業(yè)迅速成為市場中的領(lǐng)導(dǎo)先鋒。

一、高壓電力電纜故障概述

任何的電力企業(yè)中都少不了電網(wǎng)的發(fā)、輸、配環(huán)節(jié)，所以，電力電纜的作用舉足輕重。電力電纜有多種，橡膠絕緣高壓電力電纜是其中的一種，其功效被國民所認(rèn)可，很是受國民的青睞。但是，隨著其使用數(shù)量的增多，一旦發(fā)生故障，便會引起一系列嚴(yán)重的后果，有時(shí)還會發(fā)生短時(shí)間內(nèi)大面積停電事故，影響電力供、配系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。所以，高壓電力電纜故障分析工作是必不可少的，防止電力電纜發(fā)生故障時(shí)引發(fā)人身安全事故。一般來說，高壓電力電纜發(fā)生故障時(shí)故障原因和故障點(diǎn)難以查找，這不僅在搶救和恢復(fù)工作方面造成了非常大的難度，而且在人力方面、物力方面、財(cái)力方面上的浪費(fèi)也是不容小覷的。

二、局部放電帶電檢測中的抗干擾技術(shù)

（一）檢測中的分類

目前常遇到的抗干擾技術(shù)包括頻域開窗法、時(shí)域開窗法和時(shí)頻開窗法三類。頻域開窗法抗干擾技術(shù)是根據(jù)信號頻域特征加以抑制的高壓電力電纜檢測技術(shù)。時(shí)域開窗法是借助時(shí)域特征加以抑制的高壓電力電纜檢測技術(shù)。時(shí)頻開窗法是按照小波分析法來提取局部放電信號。本文以頻域開窗法抗干擾技術(shù)為例，進(jìn)行論述。

（二）現(xiàn)有高壓電纜帶電檢測中存在的主要問題

在現(xiàn)有的高壓電力電纜檢測技術(shù)條件下，隨著檢測信號頻率的增加，信號的幅值衰減愈加嚴(yán)重，信號的遲滯效果愈加明顯。也就是說，局部放電信號中的高頻成分衰減現(xiàn)象明顯，其相位也發(fā)生了極大偏移，采集到的高壓電力電纜波形的畸變問題突出。

目前被廣泛應(yīng)用的自動聚類方法主要存在的問題有：

（1）聚類數(shù)量的選取存在一定的問題，聚類數(shù)量的人工選取方式，還存在一定的弊端，例如，很難得到最優(yōu)聚類個(gè)數(shù)。

（2）聚類算法通過不斷迭代，最終逼近最優(yōu)解。其對初始值的選取比敏感，若初始值不合適，常常無法逼近全局最優(yōu)解，迭代過程只能徘徊于局部最優(yōu)解處，導(dǎo)致分類錯(cuò)誤或失敗。

（3）對數(shù)據(jù)集樣本的要求比較高，難以對任意兩個(gè)聚類簇有一定交集的樣本集進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)簇合理分離能力較弱。

對于局部放電檢測來說，常規(guī)模糊聚類方法己經(jīng)不能滿足當(dāng)前的自動化、智能化需求。因此，本文采用交互式自動聚類算法，以實(shí)現(xiàn)多放電源信號自動分離功能，以及多種聚類方法和聚類個(gè)數(shù)之間的自動優(yōu)化功能，選擇最佳優(yōu)化效果，從而更適應(yīng)局部放電聚類分離中實(shí)際面臨的復(fù)雜問題。

三、高壓電力電纜試驗(yàn)方法以及注意事項(xiàng)

（一）高壓電力電纜試驗(yàn)方法

現(xiàn)在國內(nèi)對高壓電力電纜的故障原因和搶修采取高度的重視。比如，如何增強(qiáng)電力電纜效能，提高絕緣性能，提高抗彎性能，提高抗毒氣的性能，提高抗溫性能，將成為國家電力企業(yè)和社會科研學(xué)者共同關(guān)注的一個(gè)話題。具體如下：

（1）振蕩電壓試驗(yàn)

用直流電給電力電纜有效充電，當(dāng)充電完成后，在間隙放電并擊穿，此時(shí)在線圈中集中放電就是震蕩電壓試驗(yàn)，同時(shí)對電纜增加khc級別的電壓，成為電纜線路的一種有效途徑。

（2）諧振耐壓試驗(yàn)

諧振耐壓試驗(yàn)，又稱串聯(lián)諧振。是指實(shí)驗(yàn)品，不能滿足測試電壓的需求，其需要較大的電流容量，且滿足被測試的物品對電壓的要求。

串聯(lián)諧振法指改變，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電感和頻率，將回路一直保持在諧振的狀態(tài)，因?yàn)樗詢r(jià)比高，體積小，輕巧方便攜帶，有現(xiàn)成的理論資料。最重要的一點(diǎn)是它所需要的實(shí)驗(yàn)儀器較多，因此它是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)并存的方法。

（二）高壓電力電纜試驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）微安表接電壓。決心好的電纜漏電削，一般幾十微安若接在低端，誤差較大。

（2）兩端頭屏蔽35kV以上的電壓電纜，因?yàn)樵囯妷焊?，所以通過它的漏電大理應(yīng)屏蔽。

（3）高壓側(cè)電壓如電纜較長，電容過大時(shí)所產(chǎn)生的影響較大，在低壓表中不能反映高壓測得時(shí)的真實(shí)電壓。

（4）試驗(yàn)電壓太高，用倍壓裝置。35kV及以上電壓等級常需用高壓用單極直流電壓裝置，不滿足當(dāng)前需要要求，需用倍壓回路。

四、做好高壓電力電纜試驗(yàn)的有效措施

（一）建立專業(yè)的人才隊(duì)伍

在測試電力電纜的過程中，存在著一些問題，測試人員自身的素質(zhì)也有很大的關(guān)系。因此，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)人才建設(shè)有兩條主要途徑。一是加強(qiáng)對現(xiàn)有電纜測試人員的培訓(xùn)，使他們在平時(shí)認(rèn)真學(xué)習(xí)測試步驟和操作規(guī)程，根據(jù)測試要求加強(qiáng)培訓(xùn)工作，使測試人員充分掌握測試中的核心技術(shù)，使測試工作具有良好的專業(yè)素質(zhì)。注意提高自己的專業(yè)素質(zhì)，認(rèn)識到考試工作的重要性。保證實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能認(rèn)真對待，不斷提高實(shí)驗(yàn)的能力和實(shí)際水平，是非常重要的。同時(shí)，測試人員應(yīng)清楚了解電纜測試的多種方法，并能找到合適的電纜測試方法。另外，要求試驗(yàn)人員認(rèn)真對待試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行有效的分析，以滿足電力電纜試驗(yàn)工作的發(fā)展要求。二是直接招收具有專業(yè)能力的實(shí)驗(yàn)人才。該方法能在短時(shí)間內(nèi)加強(qiáng)試驗(yàn)工作。首先，我們必須經(jīng)歷一個(gè)漸進(jìn)的過程。

（二）新的試驗(yàn)方法

建議在XLP電纜竣工試驗(yàn)中采用串聯(lián)諧振或VLF，或采用24小時(shí)空載運(yùn)行。高壓電纜竣工驗(yàn)收采用交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿檢測率高達(dá)9%。高壓電纜在1h耐壓試驗(yàn)中可能會出現(xiàn)一些小缺陷，但不會導(dǎo)致電纜擊穿。局部放電測量有助于發(fā)現(xiàn)這些小缺陷。分布式局部放電測量是高壓電纜局部放電信號在高壓電纜中傳播衰減較大的可靠保證。因此，可在高壓電纜竣工驗(yàn)收試驗(yàn)中增加分布式局部放電測量。

（三）加強(qiáng)高壓電力電纜管理

高壓電力電纜在供電過程中起著重要的作用，維護(hù)供電的穩(wěn)定性和可持續(xù)性至關(guān)重要。因此，要全面提高思想認(rèn)識，加強(qiáng)對高壓電力電纜基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料的有效管理和監(jiān)督，建立詳細(xì)的內(nèi)部和檔案資料，設(shè)置明確的標(biāo)志和標(biāo)志，便于檢驗(yàn)人員進(jìn)行有效的檢驗(yàn)。檢查工作。加強(qiáng)對電纜施工企業(yè)的監(jiān)督管理，防止施工企業(yè)虛報(bào)成本。

五、結(jié)論

高壓電力電纜高頻電流檢測法檢測中，多源放電的情形非常復(fù)雜，很難找到一種可解決所有多源放電問題的方法?？垢蓴_工作必然是多種抗干擾算法結(jié)合使用，才能達(dá)到最優(yōu)解。需要指出的是，時(shí)頻聚類分離算法仍然是最常用的高頻電流檢測法抗干擾手段，本文所提的分頻聚類方法只能作為一個(gè)補(bǔ)充手段。

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