【摘要】隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和城市化水平的提高，電力電纜使用的廣泛、安全、方便、環(huán)保的作用越來(lái)越受到人們的重視。由于電力電纜多敷設(shè)環(huán)境隱蔽，距離較長(zhǎng)，運(yùn)行中絕緣隱患不容易發(fā)現(xiàn)，從而發(fā)展為故障或事故。因此應(yīng)加強(qiáng)電力電纜在運(yùn)行中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)判斷電纜的運(yùn)行狀況有效預(yù)診斷告警，防止故障性災(zāi)難的發(fā)生，聯(lián)合使用分布式光纖測(cè)溫裝置，快速定位故障點(diǎn)，減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，降低維護(hù)成本、減少經(jīng)濟(jì)損失。

【關(guān)鍵詞】在線；絕緣；監(jiān)測(cè)；運(yùn)行

近30年來(lái)，國(guó)內(nèi)也有一些單位開(kāi)始研究及試用在線監(jiān)測(cè)的方法，但苦于沒(méi)有較先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)及相應(yīng)的儀器，以致難以實(shí)用化。近年來(lái)，傳感器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光纖及新的測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)創(chuàng)造了良好的條件[1]。從而對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷、電力設(shè)備故障監(jiān)測(cè)與診斷、電力設(shè)備定期維修、電力設(shè)備壽命評(píng)估及電力設(shè)備壽命管理起到了不可估量的作用。

一、電力電纜故障原因

（1）外力損傷（2）絕緣受潮（3）化學(xué)腐蝕（4）長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷（5）電纜接頭故障（6）環(huán)境和溫度（7）電纜本體的自然老化和自然災(zāi)害等其他原因。

二、電纜絕緣檢測(cè)測(cè)、檢查的方法

幾十年來(lái)所沿用的離線電氣絕緣預(yù)防性試驗(yàn)的方法與制度，已為我國(guó)電力設(shè)備的安全運(yùn)行發(fā)揮了重要作用，但隨著我國(guó)電力設(shè)備額定電壓的提高、單機(jī)容量的增大、結(jié)構(gòu)品種的多樣化，特別是電力設(shè)備絕緣老化是電力設(shè)備絕緣在運(yùn)行狀態(tài)下在一定的外界因素作用下產(chǎn)生的一種不可逆的過(guò)程，其作用機(jī)理及其復(fù)雜，該方法就顯得很不足，其缺點(diǎn)主要有：（1）需要停電進(jìn)行，而不少重要的電力設(shè)備無(wú)法輕易停止運(yùn)行；（2）檢測(cè)測(cè)周期間隔較長(zhǎng)，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷；（3）停電后的設(shè)備狀態(tài)與運(yùn)行時(shí)的設(shè)備狀態(tài)不相符，影響診斷的正確性；

為此，人們也在不斷探索在線監(jiān)測(cè)的方法和手段。在線監(jiān)測(cè)是一種在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)表征電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征參數(shù)實(shí)施連續(xù)測(cè)量，目前，高壓電力電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)方法存在多種，但各種監(jiān)測(cè)方法均有其不足之處，每種都很難全面表征電纜的絕緣狀況。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展及容性設(shè)備介損因數(shù)在線監(jiān)測(cè)原理的應(yīng)用，使電氣設(shè)備帶電監(jiān)測(cè)及診斷成為可能，現(xiàn)有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是針對(duì)中性點(diǎn)不接地高壓系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切、等值電容等絕緣指標(biāo)為基礎(chǔ)技術(shù)手段，綜合多種監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，有效的消除了諧波、傳感器零漂等帶來(lái)的測(cè)量誤差，提高了測(cè)量的精度和穩(wěn)定性[2]。硬件上采用高精度微電流傳感器檢測(cè)高壓電力電纜的泄漏電流，從電壓互感器二次側(cè)抽取電壓信號(hào)，采用整形濾波放大技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理；軟件上綜合采用了絕對(duì)值測(cè)量和相對(duì)值比較兩種技術(shù)，有效解決了現(xiàn)場(chǎng)干擾環(huán)境下介質(zhì)損耗及阻性電流的精確測(cè)量問(wèn)題，具備較高的測(cè)量精度和較強(qiáng)的抗干擾性能。

主要功能有：

1、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電力電纜的泄漏電流。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電力電纜的三相不平衡度。

3、介質(zhì)損耗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及超值報(bào)警。

4、電纜絕緣阻值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及超值報(bào)警。

主要特點(diǎn)：

1、采用高精度微電流傳感器，能充分保證監(jiān)測(cè)的精度和線性度。

2、抗電磁沖擊及電網(wǎng)操作沖擊能力強(qiáng)

3、采用“同步測(cè)量、相對(duì)比較、趨勢(shì)判斷”的動(dòng)態(tài)診斷機(jī)制，提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行及診斷的可靠性

4、本系統(tǒng)把微弱泄漏電流采集技術(shù)、EMC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)應(yīng)用于高壓工程，用準(zhǔn)確的指示反映出高壓電力電纜的絕緣狀況。

安裝方式及主要組成：

1、主體部分（即控制顯示部分）安裝在開(kāi)關(guān)柜儀表門(mén)面板上或二次端子室內(nèi)；

2、附件部分（即采集泄漏電流部分的傳感器）安裝在高壓電纜室內(nèi)；

3、主體與附件部分采用屏蔽雙絞線連接，標(biāo)準(zhǔn)配置為4.5米；

4、整套裝置有主體部分、高精度微電流傳感器及屏蔽雙絞線三部分組成；

可以看出，電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置不僅準(zhǔn)確度高，而且體積小、造價(jià)低、安裝簡(jiǎn)單，為用戶帶來(lái)了方便。

三、分布式光纖測(cè)溫裝置

電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力電纜隱患和故障，分布式光纖測(cè)溫技術(shù)可以解決電纜數(shù)量多、距離長(zhǎng)，快速、準(zhǔn)確判定故障點(diǎn)的問(wèn)題。

光纖測(cè)溫的原理是依據(jù)后向拉曼散射效應(yīng)。激光脈沖與光纖分子相互作用，發(fā)生散射，光纖受外部溫度影響使光纖中散射光發(fā)生變化，提供了溫度的絕對(duì)指示，利用這一原理可以實(shí)現(xiàn)對(duì)沿光纖溫度場(chǎng)的分布式測(cè)量。系統(tǒng)內(nèi)置一個(gè)激光脈沖光源，以一定的頻率產(chǎn)生窄脈沖散光，比光源波長(zhǎng)長(zhǎng)的光稱為斯托克斯光，比光源波長(zhǎng)短的光稱為反斯托克斯光。其中反斯托克斯光對(duì)溫度敏感，當(dāng)光纜溫度升高時(shí)它的強(qiáng)度會(huì)變大，而斯托克斯光對(duì)溫度不敏感，分布式光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)利用這兩種光強(qiáng)度的比值，可以準(zhǔn)確計(jì)算沿光纜溫度場(chǎng)的絕對(duì)溫度，實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量。通過(guò)檢測(cè)返回光的時(shí)間，可以確定在光纜上對(duì)應(yīng)的位置。

與傳統(tǒng)的傳感器相比較，分布式光纖測(cè)溫預(yù)警系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）抗電磁干擾，在高電磁環(huán)境中可以正常工作：光纖本身是由石英材料組成的，完全與電絕緣；同時(shí)光纖傳感器的信號(hào)是以光纖為載體，本征安全，不受任何外界電磁環(huán)境的干擾。（2）抗震防爆：探測(cè)光纜采用先進(jìn)的安裝、固定和保護(hù)方式，在強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境下也不會(huì)導(dǎo)致其受到撞傷、磨損等機(jī)械破壞，另外也不會(huì)影響光纜本身特性及監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。（3）靈敏度高，測(cè)量精度高：理論上大多數(shù)光纖傳感器的靈敏度和測(cè)量精度都優(yōu)于一般的傳感器，因此在粉塵彌漫的惡劣工作環(huán)境中仍然可以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。（4）系統(tǒng)簡(jiǎn)單：分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)只要將沿測(cè)量路徑敷設(shè)的光纖接到主機(jī)上就可以了，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便。（5）本征防雷：雷電經(jīng)常破壞大量的電測(cè)傳感器。光纖傳感器由于完全的電絕緣，本身不通電，可以抵抗高電壓和強(qiáng)電流的沖擊。（6）測(cè)量距離遠(yuǎn)，適于遠(yuǎn)程監(jiān)控：光纖的兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大和損耗小，在無(wú)需中繼的情況下，可以實(shí)現(xiàn)幾十公里的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。（7）壽命長(zhǎng)，成本低：光纖材料一般皆為石英玻璃，其具有不腐蝕、耐火、耐水及壽命長(zhǎng)的特性，使用光纖傳感器可以大大降低整個(gè)工程的運(yùn)營(yíng)成本。

電纜溝、電纜隧道或橋架均可以安裝一路分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)，若按每米設(shè)置一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，則可以將故障點(diǎn)控制在一米的范圍內(nèi)，當(dāng)電纜出現(xiàn)隱患或故障后，大大提高了運(yùn)行人員查線的效率，為檢修及時(shí)恢復(fù)供電贏得了時(shí)間。

結(jié)束語(yǔ)

如果說(shuō)絕緣在線監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)每路電纜的隱患和故障，分布式光纖則可以提供故障點(diǎn)位置，兩者結(jié)合使用可以將電纜故障及時(shí)消除在萌芽狀態(tài)，避免電纜事故的發(fā)生減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。

電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置的使用可以實(shí)時(shí)掌握電纜的絕緣狀況，對(duì)提高電纜的運(yùn)行維護(hù)水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，減少停電事故及停電時(shí)間有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]吳海.電力電纜的故障診斷[J].電氣技術(shù)，2007

[2]代鳳龍.電力電纜絕緣在線監(jiān)測(cè)與診斷[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2009