马征、穆良、唐亮、葛鑫磊、夏浩然
河北丰宁抽水蓄能有限公司 河北承德 068350
摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科学技术发展以及社会进步的基础上，对于现在的高压电缆运行状态在线监测技术一直在不断研究以及创新，文章结合电力系统以及自动化的高压电缆运行在线监测为出发点进行详细研究。高压电缆的安全对人们生活以及生产等具有重要作用，作为生产的重要工具，高压电缆的可靠性直接影响生产效率。因此针对高压电缆运行状态进行不断研究，逐渐研发出在线监测技术，利用监测技术作为基础，准确了解电缆出现问题的原因，以及问题的类型等，及时进行数字信息处理，保证高压电缆的安全。本文就500kV高压电缆在线监测技术应用展开探讨。
关键词：电缆在线监测；电缆故障；电缆绝缘
引言
随着工业化、城市化进程的不断加快，大中型城市的电力需求在不断增加。电力电缆凭借其诸多优势，逐渐成为城市电力传输的主要方式。因此，对高压电缆线路的在线监测技术进行分析研究，对于城市电力传输也能提供保障。
1高压电缆
对于高压电缆来讲，在我们的生活中起着非常重要的作用，总体来讲高压电缆是电力电缆中的一种类型，在我国很多的电力传输方面都处于主干道的地位。高压电缆的主要类型包含VV电缆、VLV电缆、以及YJV电缆等。不同的电缆线在材质以及结构上都包含很多不同。由于性质原因当前应用比较多的属于铜导体的电缆，选择这种材质作为电缆的主干线，是因为铜导体本身就具有非常强的导电性。因为电力电缆公司的经营以及管理需要，电力公司在高压电缆方面每年都会投入大量的资金，耗费大量的人力物力。对高压电缆沟井中的积水等进行定期排查，很多时候不能及时掌握或是全面掌握高压电缆的情况，因此需要针对高压电缆设计在线监测技术，能够在线监测高压电缆发生的状况以及运行状态，出现问题能够及时进行处理。
2电力电缆在线监测的现实内涵
电力电缆在线监测技术应用范围广且功能多元，目前深受各行业领域的关注。究其原因，主要包括以下几个方面。原有停电预防性试验不能适应社会的发展和要求；电缆在线监测技术越来越成熟，并得到了推广应用；在线监测技术将降低电缆维护成本，提高利用率；可系统地反馈设备的质量信息，提高产品的可靠性；能够为电力电缆的实际状态和故障维修提供可靠的技术和理论依据。虽然电力电缆在线监测现实内涵丰富且应用范围极广，但是业界关注的核心只有一个，即跟踪监测运行电力电缆的绝缘性，争取在第一时间发现故障并及时处理，避免造成更大事故和损失。
3高压电缆线路在线监测技术概述
高压电缆凭借其可靠性高、美观以及节约用地等优势，完全能够满足城市电网的实际发展需求，在我国各个城市区域，逐渐替代架空线路，成为城市核心电网的首选。目前，大部分主干电缆管理依旧选择计划检修模式，也就是利用定期的巡视和检测电缆护层、接地线以及接地电流的方式来全面检查电缆运行状况。但是定期的试验与检修，不仅会增大运行维护的人力成本，同时因为计划检修的非连续性，导致电缆绝缘缺陷得不到解决，同时也无法保障潜在故障排查的实时性。在建设智能电网中，高压电缆护层接地线与接地电流在线监测系统是重要的组成部分，但是目前国内外还缺少明确的标准和规范直接借鉴。就相关的文献资料来看，目前对于电缆绝缘、测温以及局放等方面的文章较多，但是针对接地在线监测系统方面的论文较少。相对于传统的不连续、离散的监测手段，新一代的实时监测系统得到广泛的关注。目前，我国的部分供电单位针对该项目进行了探索与尝试，但是因为系统本身功能较为单一，仅仅停留在环境监测和隧道防盗等方面，对于接地电缆、接地防盗割在线系统状态分析等方面缺少实质性的突破，所以，做好在线监测系统的建设就显得格外重要。
4高压电缆运行状态在线监测技术方案设计
4.1监控中心设计
监控中心是在线监测的管理中心以及操作平台。能够将电缆的运行以及数据的统计、电缆的运行状态变化实施监测。同时在数据统计之后能够及时制作成数据图进行现实，遇到电缆故障能够第一时间做出预警，并且还能根据数据显示等预测高压电缆中存在的风险发出警告。进行科学数据分析，将记录数据及时备份，对高压电缆的维修以及调整等进行集中运作。对高压电缆的在线监测具有极高的控制权。
4.2高压电缆感应电压机理分析
运行中的电缆遭受过电压或发生不对称短路故障时，金属护层不直接接地端将形成很高的工频感应电压，可能会使连接处金属护套外部绝缘破坏，从而通过大地形成回路，造成金属护层多点接地，威胁到电缆的运行安全。金属护层装设护层保护器时，对雷击感应过电压可起到抑制作用，解决了护层绝缘冲击过电压的问题，但当系统发生工频短路时工频电压也会作用于电缆护层的保护器上，保护器上会有工频电流流过。
4.3电缆接地电流在线测试
高压电缆本身对于对于电力电信的防盗等具有非常重要的作用，通过在线监测技术建立通过感应的方式对电缆沟井进行检测，清晰掌握高压电缆沟井井盖的变化，准确分析沟井的开合情况，通过热感应方式，对人体红外线进行感应，能够准确掌握沟井中工作人员的基本位置，将位置第一时间传递到监测系统中。在进行在线监控期间只要井盖出现状况监控中心就会显示出来，同时除了工作人员是否有外来人员进入也会第一时间分辨出来，对于一些非正当理由进入的人员，监测系统会第一时间发出警报，同时启动井盖上的防盗系统以及感应器，防止侵入人员逃跑，在线监测系统很好的提升了高压电缆的防盗系统。
4.4感应电压在线监测
感应电压监测原理：在500KV电缆保护接地端安装电压互感器，电压互感器一次侧接入保护间隙上端，与金属保护层相连，二次侧接入现地端子箱后再接入后台分析装置进行处理分析。电压互感器选型原则如下。（1）耐压等级：根据电气设备与操作过电压绝缘配合要求，电气设备内绝缘相对地操作冲击耐压要求值应符合ue.s.i≥ｋ13Us.p（k13为内绝缘相对地操作冲击耐压配合系数，取1.15；Us.p为电缆保护接地端保护间隙动作电压，实测值约10KV），因此绝缘耐压等级至少应为11.5KV。（2）额定参数：正常运行时，外护套感应电压最大只有40V，由于可能存在数千伏冲击过电压，因此要求电压互感器既能测出正常运行时的工频感应电压，又能测量电缆故障或受冲击时更大的电压。为避免测量的电压量跨度大导致测量精度偏低问题，且要能躲过瞬时冲击过电压，额定参数选择400Ｖ。（3）容量：规程规定，电压互感器二次绕组额定输出应保证二次实际负荷在额定输出的25%～1000%范围内，因此选择的电压互感器容量与所接二次负荷范围和内部元件的电容大小有关，需通过监测设备选型确定二次负荷后进行研讨。（4）准确度等级：测量用电压互感器规定的标准准确级为0.1、0.2、0.5等，为保证测量精度，选择电压等级为0.1级的电压互感器。
结语
电力电缆的在线监测是以提高供电可靠性为目的，实现实时对接地环流等指标的在线监测，达到及时查找排除电缆及接头等隐患，使电力系统从预防性阶段过渡到预知性阶段，从而进一步提高电力电缆的安全可靠供电，减少突发性的事故，缩短停电户时时间，减少停电户时数，确保电力电网的稳定运行，提高配电电网的供电可靠率。
参考文献
［1］陶少乐．高压电力电缆绝缘在线监测新方法及其实验研究［J］．技术与市场，2020（11）：163．
［2］俞俊超．电力电缆运行故障模型的建立以及故障特征量的提取研究［J］．科技创新与应用，2019，26（41）：1-3．
［3］陈亚欣．高压电缆线路在线监测技术及应用［J］．天津：天津大学，2019．