張堯 董文韜 馬少龍 張家保

摘 要：隨著電網(wǎng)改造的實(shí)施，尤其是城域網(wǎng)的改造和建設(shè)的不斷投入，電力電纜在大幅度的被運(yùn)用，城市的中心地區(qū)地下電力電纜化效率也在不斷的提高著，導(dǎo)致電力電纜的需求量急劇增加，同時(shí)也給電力電纜的管理和監(jiān)控工作帶來(lái)了挑戰(zhàn)和機(jī)遇。運(yùn)行溫度是電力電纜的一個(gè)重要的參數(shù)，當(dāng)電纜在持續(xù)的負(fù)荷下，那么電纜芯的溫度就必須要控制在允許的值之內(nèi)，如果一旦操作超過(guò)這一額定值，就會(huì)使得電纜芯的溫度急劇上升，進(jìn)而使得其快速老化，甚至發(fā)生熱擊穿的現(xiàn)象。如此，本文以電力電纜在線測(cè)溫及載流量監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展與應(yīng)用為方向展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：電力電纜;在線測(cè)溫;載流量監(jiān)測(cè)

在實(shí)際的工作當(dāng)中，如果電力電纜的選型或敷設(shè)階段，沒(méi)有對(duì)運(yùn)行的環(huán)境進(jìn)行全面的考慮，通常都會(huì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度進(jìn)行，這樣就會(huì)導(dǎo)致電力電纜在環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)就會(huì)處于過(guò)熱的狀態(tài)，以此使其壽命嚴(yán)重減短。所以在日常的工作當(dāng)中為了更好的去避免這種情況，就必須保留電力電纜的負(fù)載能力，如此來(lái)推動(dòng)此問(wèn)題的解決，但是這樣會(huì)使得電力電纜的使用經(jīng)濟(jì)效力降低。所以就必須根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境實(shí)施對(duì)電力電纜的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整和監(jiān)測(cè)，這樣才能夠保證電力電纜的安全運(yùn)行以及負(fù)荷能力的有效發(fā)揮，才能夠真正的解決問(wèn)題?；诖?，無(wú)論是從電力電纜自身的安全出發(fā)，還是從整個(gè)電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性來(lái)出發(fā)，都要對(duì)電力電纜的負(fù)荷載能力進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，這都是基于對(duì)電纜溫度的在線監(jiān)測(cè)來(lái)完成的?；诖耍挛膹囊韵聨讉€(gè)方面淺談在線測(cè)溫和載流量監(jiān)控的應(yīng)用。

1溫度傳感器

傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是以溫度傳感器，比如光纖維、布拉格光柵或者是用熱電偶，置于線路當(dāng)中檢測(cè)出發(fā)生故障的地方。如果電力電纜的終端和中間頭或者是有局部有余熱區(qū)，也可以有效的使用這種技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)這些局部的熱區(qū)，如此使得這些局部的溫度也能夠得到監(jiān)測(cè)。這種方法在一定程度上節(jié)約了成本，而且它的投資少，操作簡(jiǎn)單，但是與此同時(shí)，它的精度也較差，所以，大多數(shù)情況下可能只能獲得局部的溫度。

2紅外熱源

近年來(lái)有學(xué)者提出了，利用紅外熱像儀拍攝電纜表面的熱圖像，從而對(duì)于電纜表面的溫度進(jìn)行測(cè)量的一種新的方法，它是對(duì)電力電纜心的溫度進(jìn)行反復(fù)的計(jì)算，在實(shí)現(xiàn)對(duì)于電纜線的溫度的非接觸性，實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測(cè)的一種診斷，這種方法突破了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的局限性，但是與此同時(shí)也增加了電纜線路，而且對(duì)于復(fù)雜的地下敷設(shè)情況，并不適合采用此類方法。

3感溫光纖

如果將感溫光纖用于電纜線中進(jìn)行建設(shè)，或者是將其綁在電纜外護(hù)套上，那么就可以監(jiān)測(cè)到整個(gè)線路的溫度情況，從而使得整個(gè)線路的電纜電路溫度信息都能夠得到全方位的監(jiān)測(cè)，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離的、大范圍的、多個(gè)點(diǎn)的溫度測(cè)量，而且這種測(cè)量方式它的精度較高，安裝起來(lái)也較為方便，為工作人員帶來(lái)了便利性。但是，由于光纖測(cè)量它是用電纜表面的溫度，所以它需要建立電纜表面溫度與電纜線芯溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能夠獲得電力電纜心的溫度。必須要經(jīng)過(guò)科學(xué)的分析，了解到電纜表面溫度與電纜線溫度之間的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系或是幾何關(guān)系才能夠使得電纜的實(shí)時(shí)溫度得到測(cè)量。但是受環(huán)境影響因素較大，這種方法的實(shí)時(shí)性也較差，所以它推算出來(lái)的電纜線芯的溫度也會(huì)存在一定的誤差。

4光纖傳感器

目前許多廠家已經(jīng)在生產(chǎn)高壓和超高壓的電纜產(chǎn)品，目前已經(jīng)將光纖傳感器直接放在了電力電纜的內(nèi)部，并且利用感溫光纖對(duì)電纜的電路溫度進(jìn)行了全范圍的監(jiān)測(cè)，就無(wú)疑實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)方式的資源節(jié)約和有效控制等特點(diǎn)，這種方法，它在敷設(shè)電纜的同時(shí)也需要建立一根溫光，所以它也經(jīng)濟(jì)了許多。其次，由于光纖放置在電力電纜與電纜的絕緣面里面，所以它只能測(cè)到這個(gè)電纜的絕緣溫度，十分受環(huán)境的影響，實(shí)時(shí)性較好，而且測(cè)量的精度也有待逐步的去提高。

5軟件的應(yīng)用

在測(cè)得電纜的外徑表面溫度或絕緣表面溫度之后，一項(xiàng)重要的工作就是建立起護(hù)套表面的溫度和絕緣表面的溫度，并且明白電纜線芯溫度和載流量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣才能根據(jù)測(cè)驗(yàn)的溫度值推算出電纜心之間的溫度，評(píng)估實(shí)際的負(fù)荷情況，了解電力電纜系統(tǒng)的負(fù)載情況，進(jìn)一步的對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。這涉及到電力電纜的熱路和日常問(wèn)題，所以必須要引起充分的重視，但是目前在這方面的研究已經(jīng)開(kāi)展了一段時(shí)間，但大多數(shù)都是利用一些集中的參數(shù)熱路模型，將線路進(jìn)行簡(jiǎn)化成對(duì)應(yīng)的集中參數(shù)熱路后，進(jìn)行計(jì)算，這種方法計(jì)算量也比較少，而且利用熱場(chǎng)來(lái)計(jì)算的數(shù)值能夠成為準(zhǔn)確的結(jié)果，使得有限元和有方差的分步法，會(huì)對(duì)電力電纜本體產(chǎn)生影響，從而影響它的不同具部位的散熱特性。

6結(jié)束語(yǔ)

國(guó)家許多發(fā)達(dá)地區(qū)都已經(jīng)在電力電纜的檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中花費(fèi)了大量的精力，并且取得了良好的效果。基于此，相關(guān)人員應(yīng)該在實(shí)際工作中促進(jìn)電力電纜在線測(cè)溫及載流量監(jiān)測(cè)，并在研究中使其能應(yīng)用于實(shí)踐工程中。

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