方皓英 謝偉 操張鵬 丁君武

【摘要】絕緣水平是衡量電力電纜可靠性的重要指標，相應為了獲取絕緣水平，現(xiàn)代電力單位常采用局部放電試驗，監(jiān)測局部電力電纜的感應耐壓性能，如果表現(xiàn)良好，則說明絕緣性良好。而傳統(tǒng)局部放電試驗的操作流程十分復雜，需要人工采用多種儀器，在實際環(huán)境中進行數(shù)據(jù)獲取操作，且具有一定的危險性，因此有必要進行改善，那么在現(xiàn)代技術背景下，可以采用在線監(jiān)測技術來實現(xiàn)改善目的。

【關鍵詞】電力電纜;局部放電;在線監(jiān)測技術

在線監(jiān)測技術是現(xiàn)代常見的通用技術，在其他領域當中，其主要通過遠程無線連接方法，實時對目標進行監(jiān)測，并獲取目標相關信息，實現(xiàn)了監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析的一體化作業(yè)模式，使工作流程便捷性提高。那么在電力電纜局部放電試驗當中，因為其監(jiān)測步驟復雜，且具有一定危險性，說明傳統(tǒng)模式存在缺陷，而采用在線監(jiān)測技術，可以進行優(yōu)化，可見在線監(jiān)測技術在試驗中的應用價值較高。但現(xiàn)代在線監(jiān)測技術并不普及，因為電力單位對此還不夠了解，所以為了推廣技術應用，對此進行分析具有實踐意義。

1、局部放電試驗方法分析

1.1超聲波監(jiān)測法

超聲波監(jiān)測法是局部放電試驗中常見的輔助方法，常用于接頭部位的監(jiān)測當中，其優(yōu)勢在于不受電磁環(huán)境干擾，表現(xiàn)十分穩(wěn)定，可支持帶電作業(yè)。原理上，當電力電纜發(fā)生局部放電現(xiàn)象之后，其會產(chǎn)生相應頻率的超聲波，相應帶動周邊電纜結(jié)構發(fā)生振動，并形成壓力波，此時獲取振動頻率以及壓力波數(shù)據(jù)，即可依照局部放電水平與兩者之間的正比關系，計算得出局部放電數(shù)據(jù)，由此即完成了監(jiān)測工作。在應用當中，首先需要在監(jiān)測部位安裝超聲波傳感器，利用傳感器采集相關數(shù)據(jù)，同時把采集得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號，其次將電信號發(fā)送到人工監(jiān)測端，即可完成監(jiān)測。此外，關于超聲波監(jiān)測法的性能，在現(xiàn)代技術背景下，其普遍可以監(jiān)測頻率在10～300kHz的超聲波，基本滿足局部放電試驗要求，但超聲波數(shù)據(jù)與局部放電絕緣水平之間并沒有直接關系，所以其數(shù)據(jù)只能用于輔助決策[1]。圖1超聲波監(jiān)測法原理。

1.2脈沖電流監(jiān)測法

脈沖電流監(jiān)測法常用于電纜內(nèi)部存在缺陷的局部放電試驗當中，在此條件下電纜如果通電，其內(nèi)部應為缺陷會產(chǎn)生一個具有相應頻率的脈沖電流，該電流會沿著線芯進入中間接頭的接地線，最終導入地下，因此在監(jiān)測當中，需要采用電流互感器對中間接頭處進行數(shù)據(jù)采集。值得注意的是，脈沖電流監(jiān)測法在局部放電試驗中的應用時間已久，相應早期采用的方法存在很多缺陷，即早期方法存在測量頻率低、頻帶窄、采集的信息量低以及易受環(huán)境影響等性能缺陷，所以最終結(jié)果的準確度不夠，不滿足試驗要求，因此在當時試驗當中，該方法的應用率很低，而在現(xiàn)代應用當中，提出了一種改進后的監(jiān)測法，即寬帶脈沖電流法，該方法相較于早期方法，在各方面性能上都具有巨大優(yōu)勢，尤其在頻帶信號范圍上，其可以監(jiān)測1kHz～50MHz的頻帶信號，優(yōu)于早期40～400kHz的范圍[2]

1.3差分法

差分法的應用在電力電纜局部放電試驗當中十分常見，且應用表現(xiàn)良好，可以有效抑制噪聲干擾。應用當中首先需要采用偶合計將2塊金屬箔安裝在275kv電纜中間接頭的兩側(cè)，確保與金屬屏蔽筒外絕緣的連接，此時通電之后兩者之間會形成1500～2000p F的等效電容，相應可以在金屬箔之間連接5Ω阻抗進行監(jiān)測。原理上，在等效電容與監(jiān)測阻抗相互作用下，會形成監(jiān)測回路，相應當接頭單側(cè)出現(xiàn)局部放電之后，會因為另一側(cè)等效電容的耦合作用使得阻抗被耦合到局部放電脈沖信號中，此時獲取脈沖信號并進行窄帶放大即可并顯示。

2、在線監(jiān)測法

在線監(jiān)測法在現(xiàn)代局部放電當中的應用十分普及，可以避免傳統(tǒng)人工監(jiān)測的種種缺陷。關于在線監(jiān)測法的應用，首先需要確認監(jiān)測目標，這一點可以根據(jù)上述試驗方法以及一些輔助指標來進行確認，其中輔助指標泛指溫度、接地電流。其次針對大部分監(jiān)測目標，都可以采用相應的傳感器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號轉(zhuǎn)換，并通過中間部分的信號接收、發(fā)送裝置，與傳感器連接，獲取其中轉(zhuǎn)換信號后發(fā)送到遠程終端，借助終端處的可視化模塊實現(xiàn)在線監(jiān)測。下文將分析兩種輔助指標的在線監(jiān)測方法。

（1）溫度在線監(jiān)測

在理論基礎上得知，電纜溫度與電纜絕緣水平之間有正比關系，因此可以獲取溫度可以對電纜載流量進行計算，最終可確認電纜運行信息，在實際試驗當中十分常見。但該方法之所以作為輔助指標，是因為溫度會受到環(huán)境溫度、濕度的影響，所以準確度難以保障。

（2）接地電流在線監(jiān)測

接地電流在線監(jiān)測主要針對電纜接地電流，根據(jù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)可以判斷外護套絕緣的完整性。應用當中，主要采用工頻電流互感器，將其安裝在接地電線上，即可完成監(jiān)測，不會對接地電線原本的布線結(jié)構進行改變。

參考文獻：

[1]孔鵬，王琳，李榛，等.ZigBee技術在電纜局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)中的應用研究[J].電氣自動化，2015，37（4）：112-114.

[2]鄭祥，盧利虹，付萬安.高壓防爆電機局部放電在線監(jiān)測技術[J].高電壓技術，2016（5）：1651-1658

作者簡介：

方皓英（1982-）女，本科，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)及其自動化;

謝偉（1982-）男，本科，助理工程師，研究方向：高壓電纜運檢新技術;

操張鵬（1991-）男，碩士研究生，研究方向：電力電纜新技術;

丁君武（1990-）男，碩士研究生，研究方向：高電壓絕緣技術和智能電網(wǎng)。