电力电缆故障分析与诊断方法的研究
发表时间：2019-01-17T16:00:46.470Z 来源：《电力设备》2018年第25期作者：高芦李俊烨
[导读] 摘要：我国电力行业的发展使我国彻底摆脱用电供不应求的局面，从实质上改善人们的生活质量。
(马鞍山供电公司安徽马鞍山 243000)
摘要：我国电力行业的发展使我国彻底摆脱用电供不应求的局面，从实质上改善人们的生活质量。电力电缆是我国电网系统中的重要组成部分，确保电力电缆的正常运行极其关键。文中介绍了电力电缆的故障类型，产生的原因，分析了电力电缆故障诊断的基本方法和步骤。加强对电力电缆的在线监测和故障预防，可确保电力系统的可靠性。
关键词：电力电缆故障分析；诊断方法
引言
我国整体经济的快速发展使我国快速进入科学技术现代化发展阶段，各行业发展非常迅速，尤其是电力行业首当其冲。电力电缆的稳定运行，对于人们的生产生活有着至关重要的作用，关系着广大地区的电力供应，直接影响着千家万户和一些商业用户的用电情况，严重时也会造成较大的经济损失，间接的影响到社会经济的发展。
1电力电缆故障产生的原因
第一是绝缘介质老化变质，因为电缆负载运行一段时间之后，尤其受到电力负荷的影响，绝缘保护介质会产生热效应与化学效应，对性能造成影响，甚至还会丧失绝缘能力；第二是电力电缆过热，其中导致过热的原因众多，比如像电缆内部气隙游离，导致局部热量急剧增加，绝缘材料出现老化，或者是电缆超负荷运行，未得到有效散热，比如地埋电缆不具备良好的通风条件，所以因为温度过高而导致材料老化严重；第三是机械损伤，导致机械损伤的原因有三种，其一是受到外力的破坏，比如在施工过程或者运输过程中发生意外损伤，对电缆造成影响，其二是敷设造成损坏，尤其是过大拉力作用下，绝缘材料出现损伤，或者保护层发生损坏，其三是自然力的作用，在受到自然压力下两端的接头会出现膨胀电缆，护套开裂，并且还会受到气候变化的影响，产生自然缩涨；第四是过电力电缆的绝缘层设备会受到电压承受压力，在大气过电压运行情况之下，如果超出限度，则会导致绝缘层击穿，有非常多的故障是因为在室外环境下电缆终端头过电压引发的，甚至还会产生安全事故；第五是材料缺陷，比如像电缆缺陷，或者电缆附件缺陷，以及绝缘材料缺陷，无论哪一种缺陷，均会导致电力电缆故障的发生；第六是护层受到腐蚀，因为在电解液以及化学作用下，电缆外的铅包容易发生腐蚀，护层的腐蚀也会因为发生因素程度不同而出现细孔。
2电力电缆故障的分类
电力电缆主要由导体芯线、绝缘层、半导体层、金属屏蔽层、护套（金属或非金属）五大部分组成。按电缆的组成材料（物理特性）可分为：导体故障和绝缘故障。其中导体故障又可分为断线故障和似断非断故障。所谓断线故障，即电缆的电缆芯或者其屏蔽层存在一处或多处断开的故障。若某处似连非连或者电缆的接头部分芯线或者屏蔽线没有处理好造成的故障则为似断非断故障。绝缘故障又分为泄漏性故障和闪络性故障。降压后绝缘自行恢复的为闪络性故障，不可自行恢复的为泄漏性故障。泄漏性故障又有髙阻性和低阻性之分。按电缆的结构特性可分为：单相接地故障、单相故障、相见故障、相见并对地故障、开路故障以及混合性故障。按电缆故障发生的原因可分为：运行故障、预示故障、外力破坏形成故障。按故障发生在电缆的部位可分为：主绝缘故障、护套故障、本体故障和接头机故障。按故障外表特性或给人的直接感受分为外露性故障和封闭性故障。按电缆的耐压等级可分为：低于6KV的低压电缆故障、6-35KV的中压电缆故障以及高于35KV的高压电缆故障。按电缆的损坏情况可分为：单点故障、多点故障、大面积或长距离故障以及质量问题。按故障的测试方法：依据电桥测试法可分为低阻故障、高阻故障和开路故障；依据行波反射理论可分为开路故障、地阻故障和高阻故障。
3电力电缆故障的诊断技术
3.1电桥检测法
所谓的电桥检测法主要是指在电缆中要利用双臂电桥测量出流经新线的电流阻值，然后对电缆的长度进行测量，严格按照电阻与电缆长度之间所存在的关系，对电缆之中所存在的故障点加以计算，其中在应用电桥检测法对故障进行诊断的时候，需要多角度分析，尤其是要对短路点接触加以诊断，对小于一欧姆的电缆芯线间的短路接触阻值进行计算，要将故障的误差保持在三米以下，其中需要注意的一点是对于超过一欧姆故障连接处阻值的故障，则需要应用高电压烧穿技术，将其电阻下降到标准数值以下，然后继续利用电桥检测法进行测量。从本质上分析，利用电桥检测法对电力电缆故障进行诊断，可以提高精度测量，减少电桥连接线。
3.2测寻故障电缆的敷设路径
粗测距离仅仅是初步确定故障点到测试端或者末端的距离。从理论上讲，以测试端（或末端）为圆心，以故障距离L为半径画一个圆，圆周上的每一个点都符合粗测的距离，所以必须还要借助另外一个条件来确定故障点，即电缆线路的路径的实际走向。测寻方法通常是向故障电缆（如有完好线芯，一般加在完好线芯上）加一音频电流信号，之后使用探测线圈接受音频信号，从而找出路径。若是干扰较大等复杂环境下鉴别电缆（从众多电缆中找出故障电缆），则采用卡流表法、工频感应鉴别法和脉冲信号法。
3.3低压脉冲测量
在进行电力电缆探测时，出现探测电阻为零值情况时，一定要认真注意这也是断路故障存在的原因。最后，对于电力电缆的结合处应该采取高压冲闪测量方式。
3.4零电位检测法
零电位检测法是直接进行接线测量或者不需要精密仪器进行计算的一种检测方法，主要是将存在故障的电缆芯线并联在一块，并用相同的电压值加到两端之上，在该过程之中，电阻丝上任何一个故障点与电阻丝上完好的任意一点对应位置电位差为零，那么可查出故障发生的位置。
3.5二次脉冲测量法
二次脉冲测量法是根据现阶段我国生产耗电与百姓生活用电应运而生的高效探测技术，充分解决了传统电力电缆电阻偏高且接地等问题。弥补了传统电压检测不足之处，使电力电缆故障探测技术更为完善化与系统化。其探测原理是向电力电缆输出低压脉冲波，当低压脉冲波在经过故障点时，如故障点电阻较高，该低压脉冲波会自动返回，之后随即又向其故障点释放高压脉冲波，高压脉冲波与高压电阻会
故障诊断理论方法综述 故障诊断的主要任务有：故障检测、故障类型判断、故障定位及故障恢复等。其中：故障检测是指与系统建立连接后，周期性地向下位机发送检测信号，通过接收的响应数据帧，判断系统是否产生故障；故障类型判断就是系统在检测出故障之后，通过分析原因，判断出系统故障的类型；故障定位是在前两部的基础之上，细化故障种类，诊断出系统具体故障部位和故障原因，为故障恢复做准备；故障恢复是整个故障诊断过程中最后也是最重要的一个环节，需要根据故障原因，采取不同的措施，对系统故障进行恢复一、基于解析模型的方法 基于解析模型的故障诊断方法主要是通过构造观测器估计系统输出，然后将它与输出的测量值作比较从中取得故障信息。它还可进一步分为基于状态估计的方法和基于参数估计的方法，前者从真实系统的输出与状态观测器或者卡尔曼滤波器的输出比较形成残差，然后从残差中提取故障特征进而实行故障诊断；后者由机理分析确定系统的模型参数和物理元器件之间的关系方程，由实时辨识求得系统的实际模型参数，然后求解实际的物理元器件参数，与标称值比较而确定系统是否发生故障及故障的程度。基于解析模型的故障诊断方法都要求建立系统精确的数学模型，但随着现代设备的不断大型化、复杂化和非线性化，往往很难或者无法建立系统精确的数学模型，从而大大限制了基于解析模型的故障诊断方法的推广和应用。 二、基于信号处理的方法 当可以得到被控测对象的输入输出信号，但很难建立被控对象的解析数学模型时，可采用基于信号处理的方法。基于信号处理的方法是一种传统的故障诊断技术，通常利用信号模型，如相关函数、频谱、自回归滑动平均、小波变换等，直接分析可测信号，提取诸如方差、幅值、频率等特征值，识别和评价机械设备所处的状态。基于信号处理的方法又分为基于可测值或其变化趋势值检查的方法和基于可测信号处理的故障诊断方法等。基于可测值或其变化趋势值检查的方法根据系统的直接可测的输入输出信号及其变化趋势来进行故障诊断，当系统的输入输出信号或者变化超出允许的范围时，即认为系统发生了故障，根据异常的信号来判定故障的性质和发生的部位。基于可测信号处理的故障诊断方法利用系统的输出信号状态与一定故障源之间的相关性来判定和定位故障，具体有频谱分析方法等。 三、基于知识的方法 在解决实际的故障诊断问题时，经验丰富的专家进行故障诊断并不都是采用严格的数学算法从一串串计算结果中来查找问题。对于一个结构复杂的系统，当其运行过程发生故障时，人们容易获得的往往是一些涉及故障征兆的描述性知识以及各故障源与故障征兆之间关联性的知识。尽管这些知识大多是定性的而非定量的，但对准确分析故障能起到重要的作用。经验丰富的专家就是使用长期积累起来的这类经验知识，快速直接实现对系统故障的诊断。利用知识，通过符号推理的方法进行故障诊断，这是故障诊断技术的又一个分支——基于知识的故障诊断。基于知识的故障诊断是目前研究和应用的热点，国内外学者提出了很多方法。由于领域专家在基于知识的故障诊断中扮演重要角色，因此基于知识的故障诊断系统又称为故障诊断专家系统。如图1.1
发动机故障诊断与排除教案
常见车型故障码调取与清除 教案内容 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码：打开点火开关，不起动发动机，用专用跨接线短接故障诊断座上的“ＴＥ１”与“Ｅ１”端子，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种：一是关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝（20A）10s以上；二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同，故障码的调取与清除分三种不同方式： 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯，另有一个“TEST”（检测）选择开关，调取故障码时，先打开点火开关，然后将“TEST”开关转至“ON”位置，两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码，红灯闪烁次数为故障码的十位数，绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时，将“TEST”开关转至“OFF”位置，再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔，调取故障码时，先打开点火开关，然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底，红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等15s 后再逆时针旋到底，再等 2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 3.如果仪表盘上有故障指示灯“CHECK ENGINE”，则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码，日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内，有12端子和14端子两种，调取故障码时，先打开点火开关，然后取出12端子或14端子诊断座，并用跨接线短接诊断座上“6＃”和“7＃”端子（14端子诊断座）或“4＃”和“5＃”端子（12端子诊断座），等2s后拆开短接导线，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码（波形见下图）。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上，再关闭点火开关即可清除故障码。 日产车系故障码输出波形
https://www.doczj.com/doc/958377565.html, 电力电缆故障原因及常用的检测方法（超全讲解）盲目的进行电缆故障查找工作往往费时费力而且无法准确的进行故障定点判断，这不是因为电缆故障种类的复杂造成，而是因为电缆周边环境所造成的。 1、电力电缆基础理论 我们目前采用的电缆故障查找方法离不开：故障诊断、粗测定点与精确定点三个步骤。但是往往在实际测试中能够确定故障类型，做到粗测定点，但是却无法真正精确定点进行开挖。这种原因的形成是因为客观存在的我们听得到的因素（公路或施工处振动噪声过大等原因）和看不到的因素（电缆走向、电缆埋设深度过深、故障点在积水中、电缆施工时余留不规范等原因）所造成的。因此在电缆故障查找前通过电缆施工、运行管理人员明确电缆长度、电缆走向、周边特殊情况、中间头位置、周边是否存在施工等要因是电缆故障查找前不可或缺的准备工作。 2、电缆故障原因及测量仪器 了解电缆故障的原因，对于减少电缆的损坏，快速地判定出故障点是十分重要的。
https://www.doczj.com/doc/958377565.html, 注：（HZ-TC电缆故障测试仪） 电缆故障测试仪是我公司根据用户要求，从现场使用考虑，精心设计和制造的全新一代便携式电缆故障测试仪器。它秉承我们一贯高科技、高精度、高质量的宗旨，将电缆测试水平提高到一个新境界。 电缆故障测试仪（闪测仪）可用于检测各种电缆的低阻、高阻、短路、开路、泄漏性故障以及闪络性故障，可准确的检测地下电缆的故障点位置、电缆长度和电缆的埋设路径。具有测试准确、智能化程度高、适应面广、性能稳定以及轻巧便携等特点。仪器采用汉字系统，高清晰度显示，界面友好。
https://www.doczj.com/doc/958377565.html, 电缆寻迹及故障定点是由路径仪、定点仪、T型探头、A字架、听筒等组成。本仪器是电缆故障定位测试的专用仪表，适用测试对象为具有金属导体（线对、护层、屏蔽层）的各种电缆。其主要功能为对地绝缘不良点的定位测试，线缆路径的探测以及线缆埋深的测试。 注：（HZ-TCD全智能多次脉冲电缆故障测试仪） 全智能多次脉冲电缆故障测试仪是我公司为了迎合电力工业电力时代的到来，在集成了电缆故障测试行业的诸多精品方案，以IT时代的快速发展为契机,将单片机及笔记本式的电缆故障测试仪彻底摒弃，在嵌入式计算机平台的基础上打造出适合电缆故障测试行业自身特点的网络化电缆故障测试服务平台，并且系统化得集成了USB通信技术,触摸屏技术，3G 通信技术，极大提高了仪器的使用功能和利用价值以及便捷的现场环境操作。考虑到现在地
2012年第2期 1 500kV 输电线路故障诊断方法综述 魏智娟1 李春明2 付学文1 （1.内蒙古工业大学电力学院，呼和浩特 010080；2.内蒙古工业大学信息学院，呼和浩特 010080） 摘要 对近几年国内外具有代表的中外文献进行了学习研究，重点论述了输电线路故障诊断的四种方法：阻抗法，神经网络和模糊理论等智能算法，小波理论，行波法。综合输电线路的四种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障模型进行故障类型识别，运用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 关键词：故障诊断；阻抗法；智能算法；小波理论；行波法 The Survey on Fault Diagnosis in the 500kV Power Transmission Lines Wei Zhijuan 1 Li Chunming 2 Fu Xuewen 1 （1.The Power College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080; 2.The Information College of Inner Mongolia University of Technological, Inner Mongolia, Hohhot 010080） Abstract Based on the overview of typical literatures at home and abroad, this research focused on the four methods of failure diagnosis of transmission lines, namely, Impedance method, Intelligent method such as Neural Network Theory and Fuzzy Theory, Wavelet Theory and Traveling Wave method. And based on the synthesis of the four methods, this research suggested that simulation should be conducted to the failure models of transmission line by applying Wavelet Entropy Principle and the results of the simulation should be analyzed in order to identify the failure types; and the failure simulation should be conducted by the single traveling wave distance-testing method of wavelet entropy, and the results of the simulation should be analyzed in order to realize failure location. Key words ：failure diagnosis ；impedance method ；intelligent algorithm ；the Wavelet Theory ；the traveling wave method 超高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任，其安全可靠运行是电网安全的根本保证。输电线路在实际运行中经常发生各种故障，如输电线路的鸟害故障[1]、输电线路的风偏故障等[2]，及时准确地对输电线路进行故障诊断就显得非常重 要。国家电网公司架空送电线路运行规程明确规定 “220kV 及以上架空送电线路必须装设线路故障测 距装置”[3-4]。由于我国幅员辽阔，地形地貌的多样 性致使输电线路工作环境极为恶劣，输电线路发生 故障导致线路跳闸、电网停电，对电力系统安全运 行造成了很大威胁，所以，在线路发生故障后迅速 准确地进行故障诊断，减少因故障引起的停电损失， 降低寻找故障点的劳动强度，尽最大可能降低对整 个电力系统的扰动程度，确保电力系统的安全可靠稳定运行具有十分重要的意义。本文在总结前人的基础上，重点论述了超高压输电线路的4种故障诊断方法，建议采用小波熵原理对输电线路故障类型 进行故障识别，利用基于小波熵的单端行波测距方法实现故障定位。 1 输电线路故障诊断 当输电线路发生故障时，早先的故障定位通常是由经验丰富的运行人员在阅读故障录波图的基础上，综合电力用户提供的信息，进行预测、判断可能出现的故障位置，然后派巡线人员通过查线确认故障位置并及时排除故障。在电力市场竞争日渐激
电力系统故障诊断算法概述 摘要：本文概述了目前电力系统故障诊断的算法研究现状，总结了当前的主流研究算法——专家系统法、模糊理论法、人工神经网络法、遗传算法、petri 网的方法、粗糙集理论、多代理系统、贝叶斯网络法以及近似熵算法，并对他们在电力系统故障诊断应用中存在的一些缺点做出了概括。 关键词：申力系统；故障诊断；专家系统；人工神经网络；溃传算法； 0引言 当前，电力系统在国民经济中的地位越来越突出，因而对电力系统的安全性、可靠性提出了更高的要求。现在电网的规模庞大，结构趋于复杂，区域之间的联系密切，对电力系统故障诊断的研究意义重大。电力系统故障诊断是通过各类保护装置产生的信息，基于一定的理论和经验来对故障发生的区段、故障元器件、故障性质作出快速、准确的处理。虽然国家电网的SCAD/EMS系统在电力系统故障的获取方面起到了一定的作用，但是电网故障时大量的信息远远超出了运行人员的能力，所以迫切的需要一套更加完整的智能电力系统故障诊断系统，实现对电网故障的自动快速诊断。 但是，电力系统中电力设备的种类繁多品种不一，保护装置配合的复杂性、电网结构的变化不确定性，导致了电网故障诊断是一个复杂的综合问题。近年来国内外许多学者提出了多种故障诊断的技术和方法，主要包括：专家系统法ES （Expert System）、模糊理论法ET（Fuzzy Theory）、人工神经网络法ANN （Artificial Neural Network）、遗传算法GA（Genetic Algorithms）、petri网法、粗糙集理论RST（Rough Set Theory）、多代理系统MAS（Multi-agentSystem）、贝叶斯法BN（belief network）以及近似熵算法。本文对上述方法归纳总结，阐述了各自在电力网中的故障诊断的应用，分析各种方法的特点，并对一些相关技术和方法的发展进行简要的介绍。 1电力系统故障诊断国内外研究发展现状 1.1基于专家系统的方法ES 专家系统ES(Expert System)是目前发展最早相对比较成熟的一种智能技术。它是一个智能计算机程序系统，内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，具有大量的专业知识与经验的程序系统，利用人类专家的知识和解决问题的方法
摘要 化工生产过程是复杂的动态系统,该生产过程一般是在高温高压、低温真空、有毒或腐蚀性等极端条件下进行的,生产系统和设备一旦发生故障，将会造成经济损失，甚至造成人员伤亡和环境污染。利用故障诊断技术提高系统的可靠性和安全性，已经引起了企业和学术界的高度重视，并在该研究领域取得了丰富的研究成果。 本文主要对田纳西－伊斯曼过程(Tennessee - Eastman Process,TEP)进行了模拟与仿真研究。首先在查阅文献基础上对故障诊断方法进行了概述。并对TE过程中的五大操作单元进行了研究。其中包括反应器、冷凝器、汽/液分离器、压缩机及汽提塔五大操作单元。在此基础上，对主元分析的故障诊断法的原理和算法进行了研究，并以TE过程为背景,调用其化工过程数据，编写MATLAB程序实现T2图、Q图以及贡献图，采用主元分析法对TE过程进行了仿真实验研究，证明主元分析方法的有效性。 关键词：TE过程;故障诊断;模拟;T2统计;Q统计
Abstract The chemical production process is a complex dynamic system .The process is generally carried out under the extreme environment which may have high temperature, high pressure,low-temperature vacuum ,poison or corrosiveness etc.. When the industrial production devices result in fault,it will bring economical loss or even cause human injuries and environmental problems .Improving the dependability and security depending on fault diagnosis technology is paid attention by companies and researchers ,lots of achievements have been obtained in fault diagnosis field. This thesis mainly imitate and studied the Tennessee - Eastman process(Tennessee - Eastman Process, TEP). Then described that five big operation elements in TE process. In which including reactor, condenser, steam, fluid separator, compressor and stripper five big operation unit.Method has carried out classification on TE process and the malfunction diagnose.In this foundation，studied the principal component analysis method. Taking the TE process as an application background ,we programmed the MATLAB algorithm of PCA, drawed the T2 statistic 、Q statistic and contribution map ,proved the validity of the method. Keywords: TE pross; Fault diagnosis; imitate; T2statistic; Qstatistic
浅析电力电缆故障诊断与监测刘国昌 发表时间：2019-05-17T10:23:48.903Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：刘国昌1 张伟平2 刘利昌3 [导读] 摘要：由于社会的不断发展，使得我国的电缆技术也在逐渐变化和进步，很多新涌现出的技术开始逐步应用到实际领域当中。 (大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司黑龙江大庆市 163712) 摘要：由于社会的不断发展，使得我国的电缆技术也在逐渐变化和进步，很多新涌现出的技术开始逐步应用到实际领域当中。不过显然，相关的各类技术并不能攻克全部电缆故障问题，应该在实际的处理当中，利用相对精确度高一些的故障距离检测方式，以便在缩短维修故障时间的同时，让其产生的危害影响最小化。 关键词：电力电缆；故障诊断；监测 1导言 目前，从城市的发展和人们的生活水平状况来看，城市的整体建设规划正在不断完善，电力电缆线路在城市规划中也得到了越来越广泛的应用，与传统的线路类型相比，电力电缆能起到更好的电力资源传递效果。在电力电缆发生故障的时候，需要在第一时间完成故障地点的定位，然后尽快查找故障发生的原因，解决故障，减少中断供电的时间，提高供电的稳定性，以免影响人民群众正常的用电需求。 2电力电缆故障原因 电力电缆故障的首要原因就是绝缘介质老化变质。由于电力电缆长期持续性工作，使得电缆的外部绝缘材料会发生一定的变化，同时加之外部因素的影响，就会造成电缆严重降低绝缘能力。第二，就是电力电缆绝缘介质受潮。由于电力电缆的接头处本身的质量问题以及安装技术问题，通常情况下，电力电缆的接头处都会发生结构不密封的现象。因此，就会导致电缆的接头处经常出现受潮的现象。同时，电缆线也会存有一定的缺陷，从而造成了电缆的绝缘介质极其容易受到环境因素的影响，从而使得电缆无法正常使用。第三，就是电力电缆过热。当电力电缆线路被铺设到地下时，电缆的绝缘介质的内部就会经常出现气隙游离的情况，进而就是造成严重电力电缆出现局部过热的问题。尤其是对于一些电力电缆内部通风速度低于外部通风速度的线路，其更加会容易出现电力电缆线路过热的现象。一旦电力电缆出现局部线路过热，那么就容易导致线路外部绝缘体老化，从而降低电力电缆外部绝缘效果。第四，就是机械损伤的原因。当电力电缆投入到实际当中进行使用的过程中，往往会出现一些外部因素造成电力电缆损伤的情况。由于电力电缆的接头处或者绝缘处受到损伤，导致严重影响其正常使用。通常情况下，电力电缆的误伤有以下几方面：①其它施工项目在进行项目施工过程中对电力电缆造成了误伤。②在进行施工过程中由于施工人员的不规范操作使得电力电缆的绝缘保护层出现了损伤。③由于一些自然因素使得电力电缆的接头处或者是绝缘体受到伤害。第五，材料自身缺陷。在进行电力电缆线制造过程中，由于制造材料不规范以及在进行施工的过程中施工人员没有对电力电缆线进行成品检查，故而使得电力电缆线出现了外部绝缘体缺损的现象。同时，由于电缆在进行连接时需要一些零部件进行辅助，而这些零部件在进行加工时没有达到质量要求，故而当对其进行使用时，就会使得两根电力电缆线之间就会出现接触不严的现象，从而造成电力电缆出现故障。 3电力电缆故障诊断方法 3.1脉冲检测法 在对电力电缆进行故障诊断的过程中，脉冲检测法是一种基本的、应用范围广泛的检测方法。脉冲检测法中还分为不同的方法，包括低压脉冲法、脉冲电压法、脉冲电流法等。而脉冲检测法的检测原理就是与脉冲发射器发出相应的脉冲波，而后在出现故障的电力电缆线的节点位置就会出现相应的反射脉冲。通过对反射脉冲的时间间隔以及速度进行相应的记录，就能够较为准确的确定电力电缆出现故障的位置，而后通过对反射脉冲波进行相应的对比后对电缆出现的故障进行判断，从而为解决电力电缆的故障提供良好的数据基础。 3.2声音检测法 在对电力电缆进行故障诊断的过程中，声音检测法是一种最简单的检测方法，声音检测法的根本原理就是根据电力电缆放电过程中所发出的声音，通过对声音的进而最终判断出电力电缆故障的位置，从而迅速的解决故障。而对于敷设在明处的电力电缆线来说，由于电力电缆线发出的声音相对较小，无法通过声音来识别出电力电缆故障的具体位置。故而，相关工作人员就需要首先对电缆线的走向进行分析，而后在通过对扩音设备的应用来判断故障发生的具体位置。 3.3电容电流的检测法 一般情况下，电力电缆处于工作状态时，线路中的芯片与大地就会形成分布均匀的电容，并且与此同时，电力电缆的线路长度还会与电容量之间形成一定的线性关系。而对电流电容进行检测的方式就是根据的这一原理，通常情况下，这种电力电缆故障检测方法更多的偏向于芯片故障方面。而在对芯线进行相应的检查时，首先需要对电缆的头部进行检查，而后对电流电容进行相应的检测，最后对电缆的尾部进行检查。检查完毕后，将正常的电力电缆芯线与故障的芯线进行对比，从而找出故障位置。 3.4电桥检测法 电桥检测法的原理是利用双臂电桥来检测电力电缆线内部的电阻值，然后确定电缆线的长度，根据电缆线的长度和电阻值的变化规律来找出不符合规律的地方，确定电缆线的故障位置。利用电桥检测法检测电力电缆的故障时，需要保证检测数值的准确，尽可能的缩短电缆连接线的路径。 4对高压电缆故障的监控管理 4.1故障性质的分析和判别 当故障产生以后，首先应该分析和判别该故障的性质类型，掌握其导致的原因，比如：常见的存在着高阻和低阻的差别；很多故障是集合了多种因素的故障，还有一些为单项性质的故障；当然也包括了一些电缆短路的情况，那么结合故障间的差异，应该予以更有针对性的解决方案。而借助监测方面的技术，可以有效分析当前的数据参数，以便达到最为理想的维修护理成效。 4.2故障电缆距离方面的测量 当明确故障的性质类型以后，结合其形成原因，加以大概估测，并依靠先进的监测技术，有效对其距离实施测量和判别，尽可能把范围进行缩小，利用更快的速度发觉故障位置，显然，此环节应该有效利用监测技术，对故障的具体范围加以锁定，成为电缆故障当中不容忽视的流程内容。 4.3精准定位故障的位置
智能电网技术及装备专刊·2010年第8期 21 电力系统故障的智能诊断综述 李再华1 刘明昆2 （1.中国电力科学研究院，北京 100192；2.北京供电公司海淀供电分公司，北京 100086） 摘要 电力系统是人类制造的最复杂的系统，故障诊断是现代复杂工程技术系统中保障其可靠运行的非常重要的手段，故障的智能诊断是该领域的热点和难点。本文综述了电力系统故障的智能诊断技术的发展现状，总结了几种常用的智能技术在故障诊断应用中存在的若干问题以及解决这些问题的相关新技术。最后，展望了智能诊断技术的发展趋势：以专家系统为基础，融合其他先进的智能技术，以提高诊断的速度和准确度，及其对电力系统发展的适应性，逐步实现在线诊断。 关键词：电力系统；智能故障诊断；专家系统；发展趋势 Review of Intelligence Fault Diagnosis in Power System Li Zaihua 1 Liu Mingkun 2 （1.China Electric Power Research Institute ，Beijing 100192； 2. Haidian branch Company, Beijing Power Supply Company, Beijing 100086） Abstract Power system is the most complex system by man-made in the world, fault diagnosis is a kind of very important methods to ensure the reliable operation of modern complex engineering system. Intelligence fault diagnosis (IFD) is the hot and difficult subject in this field. The paper reviews the actual state of development of IFD in power system, and then summarizes some existing problems in application and new relation technology to resolve these problems. IFD technologies include expert system (ES), artificial neural network (ANN), decision-making tree (DT), data mining (DM), fuzzy theory (FT), Petri network (PN), support vector machine(SVM), bionic theory (BT), etc. To adopt these kinds of methods synthetically is very helpful to improve the intelligence of ES. At last, development trends of IFD are expected: based on ES, integrates with other advanced intelligence technologies, to heighten the speed and accuracy of fault diagnosis, and the adaptability to the development of power system, so as to realize online IFD gradually. Key words ：power system ；intelligence fault diagnosis ；expert system ；development trend 1 引言 电网的发展和社会的进步都对电网的运行提出了更高的要求，加强对电网故障的诊断处理显得尤为重要。随着计算机技术、通信技术、网络技术等的发展，采用更为先进的智能技术来改善故障诊断系统的性能，具有重要的研究价值和实际意义。 故障的智能诊断技术也被称为智能故障诊断技 术，包括专家系统（Expert System ，ES ）、人工神 经网络（Artificial Neural Network ，ANN ）、决策树（Decision Tree ，DT ）、数据挖掘（Data Mining ， DM ）、模糊论（Fuzzy Theory ，FT ）、Petri 网理论（Petri Network Theory ，PNT ）、支持向量机（Support Vector Machine ，SVM ）、仿生学理论（Bionics Theory ，BT ）的应用等，其中前四种技术得到了较多的研究，相对比较成熟和常用。本文对电力系统故障诊断领域的智能诊断技术的发展现状以及存在的问题进行综述，并对解决相关问题的方法进行了总结。 2 智能故障诊断技术发展现状 美国是对故障诊断技术进行系统研究最早的国家之一，1961年美国开始执行阿波罗计划后，出现了一系列设备故障，促使美国航天局和美国海军积
故障诊断技术研究及其应用 1 引言 以故障为研究对象是新一代系统可靠性理论研究的重要特色，也是过程系统自动化技术从实验室走向工程的重要一环。最近二十多年来，以故障检测、故障定位、故障分离、故障辨识、故障模式识别、故障决策和容错处理为主要内容的故障诊断与处理技术，已成为机械设备维护、控制系统系统可靠性研究、复杂系统系统自动化、遥科学、复杂过程的异变分析、工程监控和容错信号处理等领域重点关注和广泛研究的问题。 诊断(Diagnostics)一词源于希腊文，含义为鉴别与判断，是指在对各种迹象和症状进行综合分析的基础上对研究对象及其所处状态进行鉴别和判断的一项技术活动[1]。故障诊断学则是专门以考察和判断对象或系统是否存在缺陷或其运行过程中是否出现异常现象为主要研究对象的一门综合性技术学科。它是诊断技术与具体工程学科相结合的产物，是一门新兴交叉学科。故障诊断与处理技术，作为一门新兴技术学科，可划分为如下三个不同的研究层次： (1) 以设备或部件为研究对象，重点分析和诊断设备的缺陷、部件的缺损或机械运转失灵，这通常属于设备故障诊断的研究范畴； (2) 以系统为研究对象，重点检测和分析系统的功能不完善、功能异常或不能够完成预期功能，这属于系统故障检测与诊断的研究范畴； (3) 以系统运行过程为研究对象，考察运行过程出现的异常变化或系统状态的非预期改变，这属于过程故障诊断的研究范畴。 概而言之，故障诊断研究的是对象故障或其功能异常、动作失败等问题，寻求发现故障和甄别故障的理论与方法。无论是设备故障诊断、系统故障诊断还是过程故障诊断，都有着广泛的研究对象、实在的问题背景和丰富的研究内容。本文将从故障诊断与处理技术的研究内容、典型方法和应用情况等三个方面，对故障诊断及相关技术的发展状况做一综述，同时简要指出本研究方向的若干前沿。 2 故障诊断与处理的主要研究内容 故障诊断与处理是一项系统工程，它包括故障分析、故障建模、故障检测、故障推断、故障决策和故障处理等五个方面的研究内容。 2.1 故障分析 故障是对象或系统的病态或非常态。要诊断故障，首先必须对故障与带故障的设备、系统、过程都有细致分析和深入研究，明确可能产生故障的环节，故障传播途径，了解故障的典型形式、表现方式、典型特征以及故障频度或发生几率，结合对象的物理背景了解故障产生的机理、故障关联性和故障危害性。 常用的故障分析方法有对象和故障环节的机理分析法、模拟法、数值仿真或系统仿真法和借助数学模型的理论分析法等。 2.2 故障建模 模型分析是现代分析的基本方法，对复杂对象的故障诊断同样具有重要应用价值。为了定量或定性地分析故障、诊断故障和处理故障，建立故障的模型和带故障对象的模型是十分
关于电力电缆故障分析与诊断技术探讨费利定 发表时间：2018-11-14T20:13:48.483Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：曾维炎费利定[导读] 摘要：随着我国社会与经济的发展，工农业生产以及人民生活水平快速提高，用电量也快速增加，同时社会各界对于电力的需求量也在增加，对于电网的安全运行有了更高的要求，如何确保配网电力电缆的安全成为了一个相当重要的问题。 浙江省送变电工程有限公司浙江杭州 310016 摘要：随着我国社会与经济的发展，工农业生产以及人民生活水平快速提高，用电量也快速增加，同时社会各界对于电力的需求量也在增加，对于电网的安全运行有了更高的要求，如何确保配网电力电缆的安全成为了一个相当重要的问题。因此，在配网电力电缆的使用与运行的过程之中如何快速、准确地定位故障的类型以及故障点就显得非常的重要，因此需要加强对配网电力电缆故障监测的研究。 关键词：电力电缆；故障；诊断技术随着我国社会经济发展进步，电力行业迅猛发展，人们在用电方面的需求不断增大，对于电力系统的要求也越来越高。当前电力已经逐渐发展成为人们生活、生产过程中一项主要动力来源，电力电缆属于电力传输的主要介质。很多企业在电力电缆敷设方面以埋地电缆方式为主，这种电力输送方式能够将电缆与外界环境有效隔绝，避免电缆与环境之间相互作用，使电缆的运行和维护得到简化，供电安全性和可靠性有显著提高。 1 常见的电力电缆故障分析 1.1 高阻故障 如果故障区域电缆绝缘电阻值超过电缆本身电阻值，则属于高阻故障，具体可分为三种不同类型，分别是断路故障、闪络性故障、高阻泄露故障，其中闪络性故障主要是指试验电压升高时引起电流表值突然升高，试验电压下降情况下电流值回归正常，但是电缆绝缘阻值仍比较大，在故障点未有电阻通道出现，只在闪络性表面故障；高阻泄露故障，这种故障主要指在高压绝缘测试时，随着试验电压的增加，泄露电流值也会有明显升高，试验电压在上升至额定值时，泄露电流会超过最大允许值。 1.2 机械损伤 导致机械损伤的原因有三种，其一是受到外力的破坏，比如在施工过程或者运输过程中发生意外损伤，对电缆造成影响，其二是敷设造成损坏，尤其是过大拉力作用下，绝缘材料出现损伤，或者保护层发生损坏，其三是自然力的作用，在受到自然压力下两端的接头会出现膨胀电缆，护套开裂，并且还会受到气候变化的影响，产生自然缩涨。 1.3 因绝缘层破损引发的故障 绝缘层的老化、破损对输电电路的损害是不可估量的，而造成绝缘层老化、破损的原因有很多，除上述几种原因外，还要其他几种常见的原因。（1）腐蚀影响，由于一些电力电缆铺设环境存在腐蚀性较强的物质，在长期腐蚀侵蚀下，电力电缆的绝缘层遭到损坏引发故障问题。（2）摩擦损伤，在电力电缆与金属结构重合的地方，电缆与金属结构长期摩擦造成绝缘层破损，也会导致电力电缆受潮引发故障。（3）动物啃咬，电力电缆容易受到老鼠、白蚁等动物的啃咬造成绝缘层破损，导致电力电缆受潮，进而引发短路问题。 2 电力电缆故障的类型 电力电缆故障类型呈现出多样性，第一是因为低电阻接地或者短路导致故障的发生，简而言之便是电缆线路一相或者多相导体对地，绝缘电阻比正常的阻值要低，且导体具有连续性，常见的类型有单相接地、两相接地等。第二是因为电阻接地或者短路所导致的故障，该故障类型同第一点相似，但仍旧存在差别，主要是接地或短路电阻具有良好的芯线连接，较为常见的类型包括单相接地、两相接地等；第三种是开路故障电缆的各相导体均符合相应的绝缘电阻，但是针对导体进行的连续性实验结果却存在不连续的一项或者数项导体，虽然没有发生断开，但是却无法将电压及时传送给电缆终端，这种情况下则会导致故障的发生，较为常见的便是单相与两相、三相断线。 3 电力电缆故障的诊断技术 3.1 动态监测电缆负荷 电缆超负荷运行情况下会严重缩短绝缘层使用寿命，电力电缆运行中需要注意避免电缆的超负荷运行，结合电网分布以及电缆特性做好载流量的合理分配，降低电缆负荷控制在合理范围，及时更换无法满足电力输送要求电缆，使电缆运行安全稳定性得到保证。另外，还需要采取针对性技术措施做好电缆载流量的动态监测，当有超负荷情况出现时，及时采取处理措施，最大限度降低电缆故障发生率。 3.2 电桥检测法 所谓的电桥检测法主要是指在电缆中要利用双臂电桥测量出流经新线的电流阻值，然后对电缆的长度进行测量，严格按照电阻与电缆长度之间所存在的关系，对电缆之中所存在的故障点加以计算，其中在应用电桥检测法对故障进行诊断的时候，需要多角度分析，尤其要对短路点接触加以诊断，对小于一欧姆的电缆芯线间的短路接触阻值进行计算，要将故障的误差保持在三米以下，其中需要注意的是对于超过一欧姆故障连接处阻值的故障，则需要应用高电压烧穿技术，将其电阻下降到标准数值以下，然后继续利用电桥检测法进行测量。从本质上分析，利用电桥检测法对电力电缆故障进行诊断，可以提高精度测量，减少电桥连接线。 3.3 万用表法 在配网电力电缆的故障监测过程中，在万用表法之中短接了电缆内的金属屏蔽层以及电缆芯，也就是配网电力电缆的终端，而始端测量短接的电阻值，如果测得的电阻值读数为无穷大，那么就代表配网电力电缆系统之中存在有开路故障，如果电阻值的读数比线芯的两倍还要高，那么就代表系统之内出现了似断非断的故障。如果配网电力电缆采用的是三芯电缆结构，接入了金属屏蔽层，那么就需要考虑中终端位置，对屏蔽层进行短接，然后使用万用表接入开始位置，对三相间的实际电阻值进行直接测量，对绝缘层的电阻值进行掌握。而对于没有金属屏蔽层的情况，只需要检测相间电阻就可以，以对配网电力电缆的性能以及质量进行判断。 3.4 声音测量法 声音测量法主要是指检测诊断电缆故障的时候需要根据放电过程中所释放的声音进行判断，高压电缆的线芯对绝缘层闪络的放电比较适用于声音测量方法，需要应用直流耐压试验机对电力电缆故障加以诊断。其中，当电容器达到固定电压值的时候，要根据电缆故障新线放电，这个时候放电会发出滋滋的声音，可以靠听觉查出故障所在的位置，对于敷设在地下电缆如发生故障，首先需要对电缆的走向加以确定，并且在最大放电声音区域内放大设备，查找故障的发生位置，主要的方法是利用低音器缓慢地在电缆的走向处进行移动，在放电声最大的区域仔细检测。
工程机械故障诊断方法综述 谢祺 机0801-1 20080534 【摘要】：机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视,从设备诊断的基本方法、内容和技术手段等多方面对我国机械设备诊断技术的现状进行了综述,并在此基础上分析并提出了该技术在今后的发展趋势。 【关键字】：机械设备诊断技术发展趋势 引言 随着科学技术的发展,机械设备越来越复杂,自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大,与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测,对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因,采取措施避免设备的突然损坏,使之安全经济地运转,在现代工业生产中起着重要的作用。开展机械设备故障检测与诊断技术的研究具有重要的现实意义。本文试图对机械设备故障监测诊断的内容、方法的现状及发展趋势进行探讨。 1机械故障诊断技术的历史 早在60年代末，美国国家宇航局(NASA)就创立美国机械故障预防MFPG(Machinery Fault Prevention Group)，英国成立了机械保健中心(UK，Machineral Health Monitoring Center)。由于诊断技术所产生的巨大的经济效益，从而得到迅速发展。但各个工程领域对故障诊断的敏感程度和需求迫切性并不相同。例如一台机械设备因故障停机检修并不导致全厂生产过程停顿，或对产品质量产生严重的影响，它对故障诊断的需求性就不那么迫切。反之，就非要有故障诊断技术不可。目前监视诊断技术主要用于连续生产系统或与产品质量有直接关系的关键设备。 机械故障诊断技术发展几十年来，产生了巨大的经济效益，成为各国研究的热点。从诊断技术的各分支技术来看，美国占有领先地位。美国的一些公司，如 Bently，HP等，他们的监测产品基本上代表了当今诊断技术的最高水平，不仅具有完善的监测功能，而且具有较强的诊断功能，在宇宙、军事、化工等方面具有广泛的应用。美国西屋公司的三套人工智能诊断软件（汽轮机TurbinAID，发电机GenAID，水化学ChemAID）对其所产机组的安全运行发挥了巨大的作用。还有美国通用电器公司研究的用于内燃电力机车故障排除的专家系统DELTA；美国NASA研制的用于动力系统诊断的专家系统；Delio Products公司研制的用于汽车发动机冷却系统噪声原因诊断的专家系统ENGING COOLING ADCISOR等。近年来，由于微机特别是便携机的迅速发展，基于便携机的在线、离线监测与诊断系统日益普及，如美国生产的M6000系列产品，得到了广泛的应用[2]。 英国于70年代初成立了机器保健与状态监测协会，到了80年代初在发展和推广设备诊断技术方面作了大量的工作，起到了积极的促进作用。英国曼彻斯特大学创立的沃森工业维修公司和斯旺西大学的摩擦磨损研究中心在诊断技术研究方面都有很高的声誉。英国原子能研究机构在核发电方面，利用噪声分析对炉体进行监测，以及对锅炉、压力容器、管道得无损检测等，起到了英国故障
电力变压器过热故障综合诊断 摘要：对电力变压器故障的常用诊断方法, 如油中溶解气体分析、绝缘试验、 油务试验及其它预防性试验等, 进行了全面论述, 重点分析和评价了这些故障诊断方法的有效性, 并对其未来发展方向, 提出了建议。 关键词：电力变压器故障诊断方法分析 引言 电力变压器是工矿企业中配电系统的枢纽设备,其运行可靠性直接关系到企业生产的安全与稳定。但由于电力变压器故障的原因复杂、多样且不明显,使得要准确地判断电力变压器故障类型相当困难。若能在电力变压器运行过程中通过某些检测和试验,及时有效的判断其状态,预先发现早期潜伏性故障,并避免某些重复、无必要的检修, 将对企业配电系统的安全经济运行产生重要的意义。ＤＧＡ(油中溶解气体分析)方法作为一种有效的油浸式电力变压器异常监测手段得到广泛的应用。在1997年颁布执行的《电力设备预防性试验规程》把油中溶解气体色谱分析放到了首位。 变压器易发生的故障基本可分两大类:①电性故障;②热性故障。电力变压器故障，从发展过程上可分两大类，即突发性故障和潜伏性故障，突发性故障发展过程很快，瞬间就会造 成严重后果，如雷击、误操作、负荷突变等，突发性故障具有偶然性，只能通过避雷器、继电保护等手段，使突发性故障被限制在最小的范围内。潜伏性故障一般有三种，即变压器内部局部放电，局部过热和变压器绝缘的老化。故障诊断主要是针对这些潜伏性故障的诊断预测。 1 变压器运行状态的主要测试与监测手段 当前我国变压器运行状态监测在相当程度上主要依据传统的预防性试验来实现，包括:电气试验和油务试验 1.1电气试验 (1)直流电阻的测t:直流电阻虽然是一个测试方法比较简单的实验，但它比较直观地确认绕组、引线、调压开关等导电回路是否正常，能发现绕组导线的焊接质t，引线接头是否拧 紧接触是否良好，调压开关触头接触是否良好等等。 (2)绝缘性能测试:通过绝缘电阻、吸收比、极化指数、介损、电容t(包括电容套管)、泄诵测试等实验可掌握变压器的绕组绝缘水平和铁心对地绝缘。 (3)有载调压开关特性测试:通过有载调压开关切换时间、周期、切换的波形测f可以掌握变压器的有载调压开关的性能是否良好。 (4)绕组变形测试和低电压短路阻抗的测试。可以掌握变压器出口短路后变压器绕组有否变形和移位。 (5)铁心接地电流测试。可判断变压器是否多点接地。 (6)远红外测沮:通过红外线测温可以随时掌握各出线引 线接触是否良好。 1.2油务试验 定期对变压器充油设备的油采样进行油色谱分析，通过油色谱分析判断变压