高壓電纜接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)

王輝+周剛+劉泊辰+張衛(wèi)東+高盛

摘 要 本文主要講述了高壓電纜接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，著重分析了其在高壓電纜的安全方面所起到的重要作用，并在接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的創(chuàng)新方面提出了新的思路，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關(guān)鍵詞】高壓電纜 接地電流 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

1 前言

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，交聯(lián)聚乙烯電纜廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)及輸電線路當(dāng)中，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，例如：安裝比較方便、耐熱性能較好且施工工藝簡(jiǎn)單等，從而很快取代了原來(lái)的油紙絕緣電纜，并成為城市供電及主網(wǎng)架的一個(gè)重要部分。與架空線路相較而言，交聯(lián)聚乙烯電纜的敷設(shè)比較隱蔽，運(yùn)行狀況及問(wèn)題難以發(fā)現(xiàn)。為了彌補(bǔ)電纜的這種缺陷，本文通過(guò)實(shí)踐研究，對(duì)電纜狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。

通常情況下，交聯(lián)聚乙烯電纜的設(shè)計(jì)壽命為20年左右，但是，因?yàn)殡娎|的敷設(shè)環(huán)境一般都在地下或是電纜溝里，這樣會(huì)嚴(yán)重影響電纜的使用壽命。因此，采用合理的高壓電力電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以在很大程度上減少停電次數(shù)，并實(shí)施電纜狀態(tài)檢修。

2 電纜運(yùn)行中的接地電流分析

在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，110kV及110kV以上電纜大部分為單芯電纜，而35kV及35kV以下電纜大部分為三芯電纜。其中，單芯電纜的接地方式主要有交叉互聯(lián)接地、單端接地以及兩端接地等。而三芯電纜的接地方式主要采用兩端接地的方式。對(duì)于上述電纜而言，電容若是發(fā)生變化都會(huì)導(dǎo)致其接地電流增大。所以，通過(guò)對(duì)電流參數(shù)的采集分析，可以實(shí)現(xiàn)電纜運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而能夠有效防止電力事故的發(fā)生。單相電纜導(dǎo)體和金屬屏蔽層之間的等效電路，如圖1所示。若是電纜受潮或是老化，那么分布參數(shù)C將會(huì)變大，從而導(dǎo)致電阻R減小，所以接地線電容電流對(duì)分布參數(shù)是較為敏感。

若是發(fā)生電纜絕緣層破損或是多點(diǎn)接地時(shí)就會(huì)產(chǎn)生環(huán)流，進(jìn)而導(dǎo)致金屬護(hù)層發(fā)熱，從而加速電纜的老化，影響電纜的壽命。所以，通過(guò)監(jiān)測(cè)電纜的接地電纜可以得到電纜外護(hù)套的全部信息。由此可知，在全部高壓電纜監(jiān)測(cè)手段當(dāng)中，接地電流監(jiān)測(cè)是最基本的手段。

3 接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與其他方法的對(duì)比評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法有損耗因素法、局部放電法、溫度分布測(cè)量法、介損實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等，這些方法基本都是以電流監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的。由經(jīng)濟(jì)視角分析來(lái)看，現(xiàn)階段的局部放電法和溫度分布測(cè)量法對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求較高，成本較高，且施工維護(hù)投入的經(jīng)濟(jì)成本也較高。對(duì)于固體材料而言，其劣化損壞過(guò)程是一個(gè)非逆轉(zhuǎn)過(guò)程。在劣化的過(guò)程當(dāng)中，電纜主絕緣當(dāng)中流過(guò)的電容電流會(huì)逐漸增加，這會(huì)增大接地電流，而這一結(jié)論也通過(guò)加速劣化試驗(yàn)得以證明，此試驗(yàn)也證明了接地線電流增量與交流擊穿電壓是相關(guān)的。通過(guò)實(shí)時(shí)接地電流監(jiān)測(cè)，可以排除一些與劣化信息不相關(guān)的信號(hào)，并從接地線電流當(dāng)中提取涵蓋電纜絕緣劣化的容性電流變化、局部放電信號(hào)以及泄漏電流變化等的信息，進(jìn)而可以借此來(lái)對(duì)絕緣的劣化狀況進(jìn)行評(píng)估。

4 接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)用開(kāi)發(fā)思路

現(xiàn)階段，接地電流的監(jiān)測(cè)方法已經(jīng)趨于成熟，在設(shè)置接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的時(shí)候，通常會(huì)在電纜的中間連接處以及兩個(gè)終端的地方安裝精度較高的電流互感器，并借助這個(gè)電流互感器進(jìn)行采樣，將采集到的信息輸入到分析裝置加以分析。電纜使用方式及接地方式的不同會(huì)使其接地電流在故障或者老化之后有著不同的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一系列新型的實(shí)時(shí)分析裝置是非常必要的。同時(shí)，可以借助一些較為成熟的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，開(kāi)發(fā)智能分析系統(tǒng)裝置無(wú)線傳輸功能和相關(guān)的軟件，從而可以將電纜的故障信息及時(shí)傳送到運(yùn)行人員的智能手機(jī)終端，并保證運(yùn)行人員不再受限于對(duì)電纜的運(yùn)行狀況的空間跟蹤，還可以使他們利用手機(jī)隨時(shí)觀察電纜的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)等信息。

5 結(jié)論

本文對(duì)電纜運(yùn)行中的接地電流進(jìn)行了分析，總結(jié)對(duì)比了不同電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，進(jìn)而為專業(yè)人員提供相關(guān)的資料，使他們可以對(duì)接地電流實(shí)時(shí)檢測(cè)方法進(jìn)行更加深入的研究。此外，本文在接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置的創(chuàng)新方面提出了新的思路，有利于對(duì)高壓電纜接地電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。

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作者簡(jiǎn)介

王輝（1973-），男。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為淄博供電公司高級(jí)工程師，從事電力電纜技術(shù)方向的研究。

作者單位

淄博供電公司 山東省淄博市 255000