摘要：本文拟提高电力电缆运行状态监测关键技术水平，展开对高压电缆中间接头内置式测温和局放、环流检测技术的研究，为动态载流量控制提供决策数据，评估电缆剩余寿命、对电力电缆线路进行科学化管理，可最大限度地利用现有电缆，提高工程投资的经济性，同时减少过负荷危险，保障线路的安全可靠运行，减少电力系统事故导致的突然停电将对消费者带来直接的、间接的损失。
关键词：电缆；电力；故障
一：高频局放检测技术的技术优势及局限性主要表现在以下几个方面：
1、可进行局部放电强度的量化描述。由于高频局放检测技术应用高频电流传感器，与传统的脉冲电流法具有类同的检测原理，若传感器及信号处理电路相对确定的情况下，可以对被测局部放电的强度进行理化描述，以便于准确评估被检测电力设备局部放电的绝缘劣化程度。
2、具有便于携带、方便应用、性价比高等优点。高频电流传感器作为一种常用的传感器，设计成开口CT的安装方式，在非嵌入方式下能够实现局放脉冲电流的非接触式检测。
3、检测灵敏度较高。高频电流传感器一般由环形铁氧体磁芯构成，铁氧体配合经磁化处理的陶瓷材料，对于高频信号具有很高灵敏度。局部放电发生后，放电脉冲电流将沿着接地线的轴向方向传播，即会在垂直于电流传播方向的平面上产生磁场，电感型传感器是从该磁场中耦合放电信号。除此之外利用HFCT进行测量，还具有可校正的优点。
4、高频电流传感器的安装方式也限制了该检测技术的应用范围。由于高频电流传感器为开口CT的形式，这就需要被检测的电力设备的接地线或末屏引下线具有引出线，而且其形状和尺寸能够卡入高频电流传感器。而对末屏没有引下线的设备，则无法采用高频方式进行局放检测。
5、抗电磁干扰能力弱。由于高频电流传感器的检测原理为电磁感应，周围及被测串联回路的电磁信号均会对检测造成干扰，影响检测信号的识别及检测结果的准确性。
二：拟解决的主要技术难点
1、局放装置的安装可能造成对电缆结构的破坏
本技术采用新型环包式差分电容作为主要的电缆局放的检测传感器。新型环包式差分电容为内置局放检测传感器，与传统的内置局放检测传感器相比具有结构简单、柔软度强、安装便捷、不改变绝缘结构和电气性能等优点。
传统的内置电容耦合器是在靠近接头处剥开外护套和金属屏蔽，在半导电层上缠绕金属箔电极，通过钳式圆形法兰恢复屏蔽。
传统的方向耦合检测，结构复杂，需破坏电缆接头两端屏蔽层。通常是将两个定向耦合传感器分别安装在电缆接头的两边。当局放信号方向为正向时，只有端口A、C有信号输出，当局放信号为反向时只有端口B、D有信号输出，如图2-2所示。
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图2-2传统内置电容耦合局放检测传感器安装示意图
将该传感器安装于电缆接头局部放电高发区域（接头两端的外半导电应力锥与接头中间的内半导电体之间的主绝缘区域），可用于对电缆接头局部放电高发区的局部放电现象进行测量，从而实现电缆接头主绝缘状态的检测。
2、内置传感器对电缆附件运行可靠性的影响
新型的环包式差分电容传感器采用矩形FPC材质，具有免维护使用,柔软等性质，在不改变电缆附件绝缘结构和电气性能前提下，将其安装于电缆接头的外半导电层和铜网屏蔽层之间，中继部分考虑了接头结构特点，不影响绝缘和防水性能，对其内部局放信息进行连续监测。
该矩形FPC含有四个小长方形铺铜的一面向内，环包在电缆接头外半导电层上并将短边相连后，整个传感器形成一个圆柱面。通过场强分布分析，内置传感器不改变电缆附件的电厂分布。
3、局放信号受噪声干扰、灵敏度不高、定位不准确
内置式电缆局放监测系统主要由局放传感器、信号采集器、局放主机及监测软件组成。其中局放传感器采用差分电容局放传感器，安装在电缆接头的主绝缘半导电层外侧，通过电容耦合直接采集局放信号。与目前市场上普遍采用的安装于电缆接头外部接地线上的外置式HFCT相比，具有灵敏度高、抗干扰能力强、精准定位等优点。
内置差分电容传感器采用FPC（柔性电路板）表层镀金工艺，具有材质柔软、抗氧化等优点。现场安装时将传感器环包在主绝缘外半导电层与屏蔽铜网之间的局放高发区域，然后恢复铜屏蔽，整个传感器形成一个圆柱面。该传感器基于差分电容原理，当接头主绝缘发生局部放电，局放信号由高压侧向地电位屏蔽铜网侧传递，电容传感器覆盖区域可屏蔽接头外部干扰，精准捕捉到局放信号，故内置差分电容传感器主要检测的是电缆接头内部局放信号。
4、局放检测需停电作业、人工定期检修、人工分析局放结果
将内置式电缆局放监测系统的差分电容传感器永久性地安装在电缆接头内部，对电缆接头内部局放信号进行连续监测与实时采集，然后采用远程GPRS通信或以太网转光纤通信技术将局放数据实时有效地传输到电缆运行状态监测平台，通过局放数据智能分析专家库，以图谱形式实时输出最大放电量、放电次数、放电位置等参数，并且可以回放局放演变趋势。
三、预期的主要技术经济指标
高压电缆接头故障预警装置集成了国内最新的内置式电缆接头导体测温、内置式电缆局放监测、环流在线监测技术，并结合前沿的无线能量传输、非闭合取电技术，实现电缆运行状态关键参数在线监测，解决了目前电缆监测存在的数据不准确、误报率高等问题。通过关键数据分析，为电缆运行状态评估和动态增容提供有效数据支撑和决策依据，全面提高电缆运行状态专业化和智能管理水平，确保电缆安全稳定运行。
（1）环境温度:-40+85℃
（2）相对湿度RH:5%-100%
（3）大气压力:55kPa-106kPa
（4）测温精度:±1℃
（5）分辨率:0.1
（6）测温范围:0～100℃
（7）高温250℃冲击性能≥3min
（8）响应时间: ≤30s
（9）频带:80kHz-100MHz
（10）灵敏度:1pc
（11）测量范围:5pc-5000pc
四、研究可能存在的问题及解决措施
1、电缆接头故障预警装置在试运行过程中需要依赖于通信网络，传统的做法是通过铺设光纤将装置接入局域网，但是这种方式施工量大，为了降低试运行期间的工作量，在装置上增加无线通信模块，如：WIFI或GPRS等方式实现数据通信；
2、电缆接头分布范围比较广，现场通常离电源比较远，电缆接头故障预警装置安装后从何处取电就是一个问题，电缆上通过感应取电的方式可靠性不够，为了提高供电的可靠性和稳定性，装置电源管理模块支持交流和直流两种供电方式，增加太阳能和蓄电池供电，保证装置长时间稳定运行。
五、结语
本文将为电网管理中故障预警及排障提供技术保障，提高电网管理的远程化和智能化程度，为当前电网规模日益扩大和管理手段滞后及人员不足的矛盾提供新的解决途径。带来供电可靠性和供电服务的提高，除了保障设备及人身安全，也有助于树立供电企业良好的社会形象，在较大程度上减少故障造成的社会影响。