郭銳

摘 要：在電力電纜的使用過程中，由于材料的質量和施工方法等原因都會造成電力電纜故障，我們常接觸的故障大部分是以接頭問題引起的，電力電纜的接頭非常容易出現(xiàn)短路等故障，造成整個電力電纜系統(tǒng)的安全問題，并且造成一定的損失。為了有效緩解這種現(xiàn)象，加強對于電力電纜的故障監(jiān)測，避免故障的發(fā)生，我們可以對于電纜接頭的表面溫度來進行實時的監(jiān)控，掌握溫度的變化情況，并且在溫度上漲達到一定的極限，可以進行及時的預警方案，通過加強檢測手段和對于計算機信息技術的利用，實現(xiàn)了現(xiàn)代化的監(jiān)測、報警和遠程控制等多方面的電力電纜預警系統(tǒng)，文章主要針對電纜溫度的監(jiān)測，展開于診斷系統(tǒng)的討論。

關鍵詞：電力電纜；故障檢測；預警系統(tǒng)；電纜故障

中圖分類號：TM247 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0094-02

引言

隨著城市建設的不斷加強，城市建設中很多的大企業(yè)都對電力方面有很高的要求，由于用電量比較高，電力電纜的輸配電設備得到了廣泛的應用，當供電距離相對較長的狀態(tài)下，在線路上會出現(xiàn)電纜接頭，通過對以往的數(shù)據(jù)進行分析，多數(shù)的電力電纜故障都是由于接頭問題造成的。通過對于故障進行分析，接頭溫度過高是接頭問題的主要原因，在電阻或者過負荷的狀態(tài)下就會形成一定的強電流，時間久了就會形成電纜接頭的老化和崩燒故障等原因。所以如果想解決電線電纜故障的問題，就必須要從電纜接頭溫度開始控制，設計一種可以同時監(jiān)控幾個接頭溫度變化的系統(tǒng)，通過科技化的手段以數(shù)字的形式，直觀了解電纜接頭的溫度變化，并且設計預警系統(tǒng)的功能，在出現(xiàn)故障的時候可以及時了解故障原因，能夠使工作人員做到及時進行修復，避免出現(xiàn)安全隱患，確定用電安全。

1 電力電纜溫度預測原理

通過對以往的實際工作中可以發(fā)現(xiàn)，電力電纜故障的原因是一個長時間形成的問題，電纜接頭的溫度長時間的處于升高狀態(tài)，并且接頭處的電流在不斷地增加，這就形成電力電纜絕緣功能的降低，由于在工作中，對于此現(xiàn)象的忽視，在經過長時間的使用以后就會造成電纜接頭故障。實現(xiàn)對于溫度的控制和檢測，是對于電力電纜故障監(jiān)測的有效手段和必要措施，電纜的長時間使用和超負荷的發(fā)生都會形成溫度升高的現(xiàn)象。所以我們可以通過電纜接頭的溫度來對于電纜故障進行有效監(jiān)測。電力電纜接頭的溫度變化對于故障的產生是有很高的可靠性，通過這種形式也很容易進行測量。接頭溫度的高低與電流的大小有直接的關系，通過以往的經驗和實際情況分析，電流大則接頭溫度就會升高，電流小相應的就會降低。通過對電力電纜接頭進行溫度變化的監(jiān)測，可以有效判斷電纜是否有故障的出現(xiàn)。

2 電纜溫度監(jiān)測方法

2.1 感溫電纜式測溫系統(tǒng)。通過對于感溫電纜的利用，可以對電纜進行實時的監(jiān)控，在進行敷設時需要同電纜平行進行施工，感溫電纜的應用原理是在電纜溫度過高時發(fā)生短路，可以對電纜的溫度達到一定的了解，但是此功能只可以用一次，并且不能測量電纜的實際溫度。同時由于敷設的電纜一般都比較多，在進行安裝和維護方面非常不方便，只能在溫度上升的同時達到測溫效果，不能做到提前的預測。

2.2 熱敏電阻式測溫系統(tǒng)。熱敏電阻式測溫，在使用時線路相對比較復雜，并且需要有獨立的接線措施，在電纜發(fā)生溫度過高時可以測量溫度值，但是在遇熱的同時電阻也容易發(fā)生損壞，返修率大，沒有自檢功能，必須要進行經常的檢查和校正，在實際工作中不經常采用。

2.3 光纖分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)。光纖分布式溫度監(jiān)測，通過對光纖同電纜進行作業(yè)，利用光纖當做分布式溫度的傳感器，可以同時進行多個點的溫度監(jiān)測，由于分布式溫度監(jiān)測可以進行熱點的定位，在安裝的時候需要對與熱點位置進行確定。同時，在電力傳輸?shù)倪^程中往往包含著非常多的電纜線路，所以對于光纖的消耗量也是非常大的。

3 電力電纜故障監(jiān)測與診斷系統(tǒng)

3.1 電力電纜運行狀態(tài)監(jiān)控。電力電纜在運行過程中發(fā)生故障的原因分為內部原因和外部原因兩種，內部的原因主要是由于線路的老化和電流的不穩(wěn)定造成的，最終導致電纜接頭長期處于高溫狀態(tài)下產生故障的發(fā)生，所以必須要進行電纜接頭溫度的監(jiān)測。我們在實際的運用電力電纜預測系統(tǒng)的過程中，軟件設計方面根據(jù)實際的需求增加了電纜接頭的溫度預測內容，利用現(xiàn)代化的手段實現(xiàn)智能的電纜接頭溫度進行采集，通過計算機系統(tǒng)的傳輸，通過曲線的形式對電纜接頭溫度進行直觀的預測，了解故障出現(xiàn)的臨界值，在出現(xiàn)預警系統(tǒng)警報的時候，及時通知相關部門進行故障排除和現(xiàn)場的勘察，降低故障發(fā)生的可能性。

3.2 電力電纜輔助狀態(tài)監(jiān)控。電力電纜故障發(fā)生的外部原因，通常情況下是由于環(huán)境因素造成的，由于人為故意的損壞或者爆炸火災等問題。這種情況下可以進行電纜輔助功能監(jiān)控系統(tǒng)的設置，電流傳感器可以有效對電流大小、可燃氣體的濃度和遠紅外電開關等對于非法闖入者進行監(jiān)測，通過現(xiàn)場的智能中斷進行數(shù)據(jù)的傳輸轉換為數(shù)字信息，利用計算機遠程傳輸系統(tǒng)上傳到上位機程序，通過精準的數(shù)據(jù)采集和分析，了解電纜的實時狀況。

3.3 系統(tǒng)構成。監(jiān)測系統(tǒng)的組成通常情況下采用分片型采集模式，系統(tǒng)的主要組成部分為前端的電纜接頭溫度探測與傳輸，電纜接頭溫度巡檢儀，電纜接頭數(shù)據(jù)分析軟件，都是圍繞電纜接頭的溫度監(jiān)測為目標來建立的，通過互聯(lián)網計算機的信息傳輸，可以收集更多的信息資料和整理。

3.4 監(jiān)測單元。在電纜接頭進行溫度的預測工作，需要在接頭處進行終端裝置的安裝，其功能是在于溫度測量并進行有效的數(shù)據(jù)傳輸工作。運行的主要模式是終端裝置收集溫度測量的實時信號，通過無線數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)诫娎|接頭附近的數(shù)據(jù)收集單元，終端裝置的主要功能在于可以監(jiān)測固定時間點內的電纜接頭溫度的采集和數(shù)據(jù)傳輸工作，并且通過無限的方式傳輸?shù)窖矙z儀中，巡檢儀結合數(shù)據(jù)分析形成曲線溫度實況。終端裝置系統(tǒng)響應節(jié)能降耗的要求，通過太陽能供電實現(xiàn)運行。通過多個單元的控制最終達到微處理器進行工作，在電力電纜正常運行的狀態(tài)下系統(tǒng)處于休息的狀態(tài)，系統(tǒng)按照提前設定好的時間進行溫度傳感器單元的信息采集，并且將信息存儲，通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行工作，在和巡檢儀對接成功后，將收集到的信息傳輸?shù)窖矙z儀，可以有效做到信息的準確和安全狀態(tài)，終端裝置的軟件在同一時間可以進行多項任務工作，大大提升了對于電纜接頭溫度監(jiān)測和信息收集的效率，可以縮短工作人員對于電纜接頭的進行實時了解的時間。

3.5 巡檢分析儀。巡檢儀是電纜接頭溫度監(jiān)測的一項重要設備，終端裝置將詳細的信息傳輸?shù)窖矙z儀中，巡檢人員可以有效的對電纜接頭的溫度數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場的收集。巡檢儀在工作的狀態(tài)下可以分為自動和手動。自動模式，只要對系統(tǒng)提前進行設定，在進入終端裝置的信號范圍內，便可以實現(xiàn)自動的連接，降低工作人員的壓力。同時也可以進行手動工作模式，手動模式可以有針對性的進行某一特定終端裝置的數(shù)據(jù)信息收集工作。與此同時，巡檢分析儀對于收集來的數(shù)據(jù)可以進行有效合理的分析，及時的掌握電纜接頭的實際情況，對于有可能發(fā)生故障的部位進行與預警處理。

3.6 后臺分析系統(tǒng)。后臺分析系統(tǒng)主要是對于電纜接頭出現(xiàn)的故障進行分析和診斷。各點巡檢儀將從終端裝置收集來的信息進行PC傳輸并且建立數(shù)據(jù)庫，對于以往的信息進行收集和記錄，通過對于數(shù)據(jù)的整理分析，可以對電纜接頭的溫度數(shù)據(jù)進行管理并且進行故障分析，對各個電纜接頭的溫度變化以曲線圖的形式表現(xiàn)，可以直觀了解電纜接頭的工作現(xiàn)狀。分析的主要內容在與溫度上漲趨勢，目前溫度狀態(tài)和一段時間內的溫度狀態(tài)等，根據(jù)分析結果對于可能出現(xiàn)故障的部位做出報警工作，確保電力電纜的正常運行，在故障發(fā)生前做出預警措施。

3.7 傳感器的選擇。傳感器是電纜接頭溫度檢測的重要部位，根據(jù)傳感器類型的不同，其電路結構和檢測辦法也有很多差異，合理的對傳感器進行選擇，可以有效提高終端裝置的使用性能。目前我國常用的傳感器主要包括紅外線傳感器、熱敏電阻、半導體PN結等等的形式，但是根據(jù)傳感器自身的特性，需要結合現(xiàn)場的實際情況進行選擇符合要求的傳感器，對于電纜接頭溫測最常用的為半導體PN結型。

4 結束語

綜上所述，電力電纜故障的產生形式主要在于內部原因和外部原因，內部原因的形成在于電纜接頭的溫度過高引發(fā)故障，外部原因多是由于環(huán)境因素影響造成的，結合現(xiàn)場的實際情況，通過對于數(shù)據(jù)的分析對比，有效進行電纜接頭溫度的監(jiān)測工作，通過對于故障監(jiān)測及預警系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)了對于電力電纜運行狀態(tài)的控制，在出現(xiàn)故障或者不合理的溫度產生時及時的報警，有利于工作人員能夠及早發(fā)現(xiàn)運行狀態(tài)中的異常情況，進行有效解決，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]梁浩，任春明，任立強.電力電纜故障的測試技術及應用[J].山西電力，2003（5）：68-70.

[2]李艷秋，曹鐘中，靳濤.電力電纜火災監(jiān)測及防火預警系統(tǒng)的研制[J].華北電力技術，2001（2）：23-24.

[3]胡洪飛.基于接地線電流法的電力電纜絕緣在線監(jiān)測的研究[D].武漢：武漢大學，2004.

[4]王立.運行交聯(lián)聚乙烯電纜絕緣狀態(tài)及接地系統(tǒng)的監(jiān)測與評價[D].天津：天津大學，2013.

[5]王雅芳.XLPE電力電纜接地系統(tǒng)與感應環(huán)流分析[D].杭州：浙江大學，2012.