风电场电力传输系统中的桥梁部分是箱式变压器和场区高压电缆。风电场场区电气设备的安全性和稳定性，与风电场电力传输系统中桥梁部分有直接的关系。风电场在选择电缆方式时一般使用地埋方式或者是在相变与输电主干线之间进行选择，如果是输电主干线，那么会使用架空线的方式，集电线路的电压等级一般为10 kV 和35 kV。常见的高压电缆故障有中间接头单相接地、三相短路接地等。单相接地故障是比较容易出现的一种故障。导致风电场高压电缆出现故障的原因有很多种，例如设计、施工技术、以及施工环境等，高压电缆一旦出现故障，很有可能造成整个机组停机，或者是输电线路停运，甚至会对多个风电场的运行造成影响。
1、风电场电气控制线路故障的一般解决程序
首先，仔细查看出现问题的设备，检查内容包括风电场电气维修工作所需的电气工作原理图、不同元件的位置图、接线图纸等，以便于全面掌握仪表和设备的结构状况。其次，向操作人员询问设备的运行状况，以便于了解其在以往的运行中是否出现故障以及故障的位置，便于技术人员再次进行故障的排查和处理。最后，针对设备的实际故障情况，分析产生的原因，与图纸上的结构位置相比照，准确的确定故障具体位置，以便于工作人员及时的开展维修工作。
2、对地埋电缆的故障类型和原因进行分析
2.1 电缆头爆裂
在铺设电缆时，要确保线路是连续性的，连接部位就称为电缆头，电缆头又分为中间接头和终端头，终端头主要是指线路两末端，中间接头主要是指电缆线路中间部位。电缆头是最容易发生故障的部位，这主要是因为它绝缘薄弱，故障率出现比较高。造成该部位出现故障的原因包括：（1）施工工艺问题。在对外半导电层进行剥离时，如果伤及到线芯绝缘层，那么会导致出现故障，另外，线芯绝缘层打磨不光滑、防水处理不到位等，都会对电缆头的绝缘产生影响，从而造成事故的发生。（2）在电缆长期放置的过程中，没有做好防水处理，这会导致电缆头受潮。另外，在对电缆头进行制作时，如果制作环境的湿度比较大，那么就会导致水树枝的形成，从而形成电缆头击穿现象。（3）电缆线鼻子或者是中间连线管存在问题，如果存在缝隙过大的情况，那么会导致连接管变形，从而使承载力降低，长此以往会出现松动、放电等情况。
2.2 电缆绝缘降低或击穿
电缆中比较常见的一种故障有短路，同时短路又分为相间和相对地短路，造成该故障的主要原因是电缆的绝缘降低或者是击穿。机械损伤、绝缘老化以及施工不规范等都会造成电缆故障。施工人员在工作过程中，如果操作不当，很容易出现机械损伤，该故障也是比较常见的一种故障。施工人员在操作过程中往往会出现强拉硬拽、车辆碾压等情况，这些情况会直接导致电缆的绝缘受损。在对电缆进行深埋时，回填深度不够、未按要求选择回填材料等，都会可能为电缆故障埋下隐患。此外，一些外界因素也可能会对电缆的深埋造成影响，如回填土沉降以及冲刷等。酸碱土壤的化学腐蚀会对电缆的绝缘层产生影响，长此以往就会导致绝缘降低，负荷运行。另外，过高的运行温度也会使绝缘老化。在施工过程中，如果防雷接地施工不到位，那么很容易出现雷击过电压，这就会造成绝缘故障。施工人员在具体施工过程中往往会出现避雷器安装不到位、没有对电缆铠装以及屏蔽层进行有效的接地等。与此同时，电缆的弯转半径如果过小，也容易对电缆的绝缘和铠装造成损伤，在对电缆进行铺设时，如果间距过近，那么很有可能产生交流电蚀，以上都是电缆绝缘降低或者是击穿短路的原因。
3 对地埋电缆的故障进行排查和处理的常规手段
3.1 故障现象
风电场集电线路地埋电缆与风机和升压站开关柜相连，箱变高压侧的电缆进线是上一台箱变，而出线是下一台箱变，所以如果集电线路出现故障，那么主控室的监控人员能够看到风变向在通讯过程中出现中断的现象，或者是集电线路的开关出现跳闸现象等。而现场巡视人员则能够听到电缆头在运行过程中出现声音以及异味。此外，从后台也能够监控到电压以及电流等异常，从而能够判断故障的发生。
3.2 故障查找
巡查人员在巡视过程中，如果发现异常声音或者是气味，那么应该及时地进行上报，并且对相关线路停电，然后采取措施进行处理。如果出现了风机和电箱通讯中断的现象，首先要对风机箱变本身进行故障排除，然后再到现场进行勘察，判断是否为第一台高压侧电缆头爆裂。由于一般集电线路比较长，所以在出现集电线路开关跳闸的情况时，会有比较繁杂的故障查找过程。首先是对故障类型和故障相别进行初步的分析和判断，在此过程中，要充分地结合监控后台以及保护装置的报文进行分析。另外，还要充分地结合故障录波情况。其次，是对故障类型和相别进行确定，在此过程中可以使用绝缘摇表，对各相的绝缘电阻进行测量，测量位置是线路一端。如果电阻的值是正常的，那么很有可能出现了断线故障，此时要进行导体连续性试验来进行判断。在对机电线路进行检查时，为了缩小检查范围，可以对台箱变高压侧电缆头进行解开，这样就可以分段进行检查，从而确定故障电缆段。在对故障点进行定位时，会使用到电缆故障定位仪。
3.3 故障处理
如果电缆头出现了爆裂现象，那么需要对故障部门进行切除，然后重新制作。如果是因为绝缘降低或者是击穿而导致的故障，那么也需要切除故障部分，然后对中间接头进行加装，上述工作完成之后再消除故障。在处理电缆头放电时，往往会使用加强绝缘、紧固电缆头固定螺栓等方式，在此过程中要充分地结合电缆头的实际情况。如果电缆出现了受潮现象，那么要采取措施进行相应的加热干燥，这样就能够使绝缘电阻提高，在此过程中会使用到大电流发生器，同时也可以使用多台交流电焊机。
4 对地埋电缆故障的预防性措施
通过以上介绍可知常规手段对地埋电缆故障的排查和处理往往需要投入大量人力物力，费时费力，故障造成的损失不断扩大。针对这种情况，风电厂就有了提前预知地埋电缆故障，准确定位故障点等需要。
电缆线路中如果存在缺陷，在一定条件下会发生放电，而从发生局部放电到发生故障是一个渐进的过程。根据IEEE《可靠工业及商用电力系统设计推荐规程》中的研究统计，高压电缆在运行中出现的最多问题就是绝缘失效，而造成高压电缆绝缘劣化甚至失效最主要的原因就是局部放电。局部放电检测作为一种带电检测手段可检出此种缺陷，目前国内外在应用中已取得一定成果。
IEC60270和GB／T7354标准中推荐使用的高频电流法是应用最为广泛的局部放电检测方法之一，可对变压器、电力电缆、开关柜等设备的局部放电进行检测。对信号进行校正后可得局部放电信号的视在放电量，也能保证现场测试的灵敏度。该方法便于传感器的安装工作、快速安全，适合现场大规模的局部放电巡检，同时将传感器固定在指定测量点后还可实现在线监测；测量局部放电信号的带宽较宽，可对实测信号进行时域及频域的联合分析，因此该方法被普遍认为是电力电缆最有前景的局部放电检测方法。
通过设计基于高频局部放电检测的高压电缆带电监测系统，可及时发现高压电缆缺陷、判断类别并进行定位，便于发电企业准确掌握高压电缆健康状况，并为电缆检修、运行、技术改造工作提供相应的意见和支持，提升设备可靠性水平，降低非计划停运风险和电量损失。同时也为生产技术管理和科学、精准决策做好技术数据支撑工作，提高企业设备管理效率、及时性和有效性。
赢咖2注册基于人工注册诊断分析和行波双端定位两大高新科技，针对高压电缆结构、故障特点以及工作环境，设计研发了PMF681新能源集电线路故障定位与预警系统，该系统适用于10kV~35kV电压等级电缆线路，通过在电缆线路两端分别安装分布式电缆故障监测装置，对于电缆线路异常状态引起的放电信号可实时监测、预警分析和故障定位。该系统的应用可以快速（5分钟）定位故障，无需其他设备和人力进行广泛巡线值守，采集故障初始暂态工频和行波，便于故障类型分析。系统自建案例库可以对故障类型进行分析诊断，变被动抢修为主动预防。
PMF681新能源集电线路故障定位与预警系统包括：电缆监测装置、诊断系统及其客户端组成。通过高速FPGA采集电缆故障行波信号、故障工频信号，实时将故障信息上传至诊断系统，通过人工注册深度学习算法诊断并输出故障诊断结果，诊断结果以告警短信方式推送运维人员，可以通过Web客户端实时查看相关信息。
系统组成及应用如下图所示：
图1 系统组成
图2 应用方案1
图3 现场应用
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