用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算
电力电缆绝缘在线监测方法分析
电力电缆绝缘在线监测方法分析发布时间：2022-05-12T07:18:40.419Z 来源：《福光技术》2022年10期作者：张永[导读] 电缆是电网的重要组成部分，所以电缆的绝缘性好坏也在很大程度决定了电网的安全运行。
国网福州供电公司自贸区供电服务中心福建福州 350015摘要：电缆是电网的重要组成部分，所以电缆的绝缘性好坏也在很大程度决定了电网的安全运行。
导致电缆绝缘性降低的因素很多，例如电缆内部放电也会使电缆绝缘性发生改变，一旦电缆的绝缘性降低了，将会使电网的安全运行存在很大的潜在威胁。
除了内部放电会带来影响，很有很多的影响因素造成电缆绝缘性破坏。
例如铺设的电缆绝缘层材料厚度不足并且将该电缆置于高压高温环境下，则很容易使电缆的绝缘层发生氧化、热裂解，从而导致绝缘击穿。
电缆敷设于污水沟底下，受到污水侵蚀，绝缘损坏发生相间短路，引燃污水附近沼气，发生爆炸。
这些导致电缆绝缘性遭到破坏的因素会使电力系统存在重大的安全隐患。
因此，对电缆进行实时在线绝缘监测是一个必然发展趋势。
关键词：电力电缆；绝缘在线监测；方法1电力电缆绝缘在线监测的优势电缆绝缘水平在线监测装置能够让电力部门在不断电的情况下进行操作，这样可以对电缆的故障问题进行实时排查，从而延缓电缆使用寿命，让电缆能够更加长期稳定的运行。
除了对电缆使用情况进行实时监测，装置还能够通过采集到的新数据和装置中以前保存的数据进行对比分析，对电缆绝缘状况进行在线评估并且预测出未来电缆绝缘老化速度的快慢，从而可以让电力部门对电缆进行预防性的检修。
影响电缆绝缘水平变化的因素有很多，和传统的离线检测相比，在线绝缘监测装置对电缆绝缘状态进行在线监测有以下优点：（1）相对于离线绝缘监测，在线监测不需要进行断电操作，这避免了预防性试验带来的经济损失，而且装置采集到的数据具有实时性，能让电力部门对电缆出现的问题更快的进行检修。
（2）在线绝缘监测相对于离线监测技术，还在很大程度上降低了维护成本。
电缆接地线电流在线监测技术的应用
关 键 词 电缆 ； 接地 线 电流 ； 在 线监 测 中圈分 类 号 ： Ｔ Ｍ ８ ５ ５ 文 献 标识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ３ ）１ ２ — ０ ０ ７ ３ － ０ １ 要 ， 需 要 断 电之后 检测 人 员 携带 仪 器进 行 检 测 。这 种方 式 不 仅 需要多个检测水平较高的技术人员 ， 消耗 的人力物力较大 ， 而 且 其 检测 过程 会受 到 电缆 敷设 环境等 多方 面 因素 的影 响 。
１ 问题 提 出
随着莱钢经济建设的工业化高速发展时期 ， 经济发展对 电 力 的需 求 及 可靠 性 要求 不 断 提 高 ， 与 架 空线 路相 比 电力 电 缆在 厂 区 电 网 改造 工 作 中有 不 可替 代 的 优 势 ， 电力 电缆 的 应 用越 来 越 广 泛 。 由于 电力 电缆 应 用成 本 的 下 降 ， 以及 电力 电缆 自身 所 具有的供 电可靠性高、安全隐蔽耐用等特点 ， 因而获得了越来
１ ） 在 电力 电缆 中间箱 处 安装 了采 集 系统 设 备 ， 对 电缆运 行 情 况进 行 在线监 测 。 ２） 本 主 站 内置监 测 电缆 的名称 、波速 度 、电缆长 度 、历 史
２ 问囊 分 析
２ ． １ 电力 电缆故 障原 因
随 着 电 缆数 量 的增多 及 运 行 时 间 的延 长 ，由于 电缆 绝 缘 老 化 特性 等 因素 ， 故 障发 生概 率 大 大增 加 ， 但 是 因为龟 缆 线 路 的 隐蔽性 ， 使电缆故 障的查找非常困难 。电缆发生故障的原 因是 多方 面 的 ， 莱钢 型 钢 区几 种 主要 原 因包括 ： １ ）烧结 Ｉ、 Ⅱ、Ⅲ线 电缆 在烧 结 厂 区内被 施 工车 辆 压坏 盖 板损 伤 ，电缆做 中 间接 头 。 由于环 境 恶 劣 ， 中间 接 头极 易 出现 问题 ， 加 装 分支 箱后 ， 可 防 止或 减少 事故 发生 。 ２ ）中宽带 Ⅱ线在大 Ｈ型钢厂房南侧被施工单位错锯 ， 做中 间 电缆头 ２个 。 由于环境 恶劣 ， 中间 接头极 易 出现 问题 。 ３ ）转炉 Ⅱ线在南外环被施工车辆损伤 ， 制作 ２ 个 电缆中间 接头。由于环境恶劣 ， 中间接头极易出现问题。 ４）一 降 、粉 末 线 电缆 沟 由于设 计 等原 因 ， 电 缆沟 盖 板离地 面６ ０多 厘米 ， 电缆 沟极不 安全 。 ５ ）矿槽 大 街路 面经 常 流水 ， 大 量 水渗 透 到 电缆沟 内 ， 电缆 沟 内无排 水 沟 ， 造成 电缆 沟 常年 积水 。 ６） 从 型 钢站 到 高炉 、 转炉 、 精炼 炉 、 中宽 带 的 ３ ５ Ｋ Ｖ电缆 （ 共 计４ ２条 ） ， 全 部 经 过 中央 大街 北 侧 电缆 井 、穿 过 中 央大 街 ， 沿 中央大街南侧敷设 。电缆井 、穿越 中央大街的电缆沟施工极不
高压电缆接地电流在线监测技术方案
高压电缆接地电流在线监测技术方案一、技术背景及意义高压电缆在输电过程中难免会出现各种故障和隐患，其中一种较为普遍的故障就是接地故障。
接地故障是指电缆中的导体与地面之间发生电气连通的故障，这种故障如果不及时发现和处理，就可能会给设备带来损害，甚至危及人员的生命安全。
目前，为了预防和及时发现高压电缆接地故障，传统的方法是利用接地线圈进行周期性的检测，但这种方法的缺点是检测的范围狭窄，检测效率低，且只能检测直流接地故障。
为了弥补传统检测方法的不足，近年来出现了一种新的技术——高压电缆接地电流在线监测技术。
高压电缆接地电流在线监测技术是利用传感器监测电缆的接地电流，并将监测结果通过数据传输技术传送到监测系统进行实时处理和显示，可以检测交流、直流接地故障，并可以对接地故障进行精准定位，提高故障检测的效率和准确性，减少故障带来的损失。
二、技术方案高压电缆接地电流在线监测技术方案的组成部分包括：传感器、数据采集装置、监测系统和数据处理分析软件。
1. 传感器传感器是高压电缆接地电流在线监测技术的核心部分，其主要作用是测量电缆接地电流并将测量结果转换为电信号，通过信号电缆传输给数据采集装置。
传感器的选择需要结合实际情况考虑，一般有两种类型的传感器可供选择：磁环型传感器和霍尔型传感器。
（1）磁环型传感器磁环型传感器主要是通过使用磁性环监测电流的变化，具有测量范围大、线性度高、抗干扰能力强等优点，并且适用于测量高压电缆的接地电流。
（2）霍尔型传感器霍尔型传感器是一种基于霍尔效应测量电流的传感器，其优点是电路简单、响应速度快、抗干扰能力强等，特别适用于直流电缆的接地电流测量。
2. 数据采集装置数据采集装置是将传感器测量得到的电信号采集、放大和处理后，通过数据传输技术传送到监测系统。
数据采集装置包括模拟部分和数字部分两大部分。
模拟部分主要是将传感器输出的电信号放大处理，并滤掉干扰信号。
数字部分则将模拟信号进行数字化，再进行压缩、存储和传输处理。
XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述
XLPE电缆绝缘在线检测技术方法综述摘要：电力电缆在电力系统电力供应中的应用越来越广泛,供电质量的可靠性也越来越为供电企业和电力用户所关心，电力电缆的可靠性是保证供电可靠性的重要环节之一.如何实现电力电缆的在线监测和状态检修，一种重要的前提就是对电力电缆进行实时的状态检测。
本文基于交联聚乙烯电缆（XLPE电力电缆）绝缘在线检测技术的地位和意义，梳理了国内外XLPE电力电缆在线检测技术的研究现状，，并探讨了XLPE电力电缆绝缘在线检测技术的发展方向，阐述了电力电缆绝缘故障在线监测系统的国内外技术现状和发展趋势，在此分析的基础上认识到电缆绝缘在线监测是迫切需要的。
关键词：XLPE电力电缆；电缆绝缘；在线检测1 电缆绝缘在线检测的意义电力电缆是电力系统的重要组成部分，随着企业生产的发展,对电力需求的不断增加，电力电缆的使用量也在逐年增长,现代化企业的生产要求电力电缆的运行必须是长期、连续和安全稳定［1］.因此如何保证电力电缆安全稳定运行是电力系统中长期研究的一个多因素、非常复杂的课题。
长期以来，为了防止事故的发生，对电力系统运行中的设备，一直坚持定期进行预防性试验的制度.这对保证设备在电力系统中安全可靠地运行、防止事故的发生起了很好的作用［2].但是随着电力生产的发展,传统的常规性预防试验，已经满足不了安全生产的需要。
这是因为常规预防性试验需要停电测试，而且两次试验间隔时间过长，所以不易及时发现设备的绝缘缺陷，而且停电还要造成一定的损失。
因此对电力系统中设备的绝缘进行实时监测显得极为重要了.随着电力系统的不断发展，电力电缆的应用越来越多，很多单位无法根据规程按时完成预防性试验任务，所以电力电缆设备绝缘的在线监测势在必行。
在线监测就是在工作电压下对电力电缆绝缘状况进行实时监测，把计算机引入测量系统,对测量过程实现自动化，对数据处理实现智能化[3].与此同时,随着现代化技术的飞跃发展,特别是电子、计算机和各种传感器技术的新成就，都为开展电力设备绝缘的带电检测和在线监测技术提供了有利条件［4］.对电力电缆进行带电检测,可以缩短检测周期,提高及时发现绝缘缺陷的概率，从而降低绝缘事故，这一点在电力电缆设备投入运行的初期和老化期是尤其重要的［5]。
电力电缆绝缘在线监测方法分析
电力电缆绝缘在线监测方法分析摘要：现阶段，我国对电能的需求不断增加，电力电缆的稳定运行成为供电可靠性和供电质量的重要保障，因此，电力电缆绝缘在线监测势在必行。
现对绝缘在线监测方法的原理进行了梳理，总结了各种监测方法的优缺点，并分析了绝缘在线监测技术存在的问题及发展方向。
关键词：电力电缆；绝缘在线监测；寿命评估引言高压电力电缆在运行中，需要保证护层电流的稳定运行状态，以此维护其整体电力运行的合理性条件，实现电力电网系统的综合化管理。
作为实时性的技术手段，在线监测技术的应用，可以有效地保证高压电力电缆护层电流的控制与管理，并在具体技术条件下，形成不可替代的优势作用，展示自身应用价值。
1电缆综合在线监测必要性在执行在线管理的过程中，可以有效地减少漏电事故的发生概率，并在完成信息化、科学化管理的同时，提高了高压电力系统运行的安全稳定状态，为提高供电效率与质量，提供基础性技术条件。
而从服务角度出发，此项技术的应用与拓展，可为用户带来更好的供电体验，在降低安全事故的基础上，也大大地减少了对于电力工业与社会工业造成的经济损害。
具体优势上，这种在线监测技术的必要性，主要体现在金属护套环流、接地线老化、状态警报这三个方面。
①在金属护套环流的在线监测中，通过连续性的网络监测技术，对金属护套的接地电流运行状态进行比较分析。
可以有效地判断护套结构的绝缘状态，并在不改变线路连接方式的同时，完成监测工作；②接地线的老化状态，也是技术监测的重要内容。
尤其在预防老化所引起的环流突变时，务必要通过网络的实时化优势，在第一时间将故障位置的精确信息，汇报到值班人员手中，以此保证电缆运维管理人员的现场管理状态；③形成状态警报系统，是体现监测技术直观性特征的重要组成条件。
在此项技术条件下，可以将监测历史数据进行汇总，并整理出规范性的数据参数区间。
如果出现数值超出阈值的状态，可以在智能化系统中，于第一时间作出反应，并将智能监测数据汇报到监测平台的部署后台中，使工作人员可以在技术软件中，利用WEB端完成警报信息查阅。
用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算
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+
三相电力电缆其它仿真计算结果
关系 %$,<$! 与 %! <%, 也有非常显著的正相关关系 " 由此 可见 % 如果对不同长度 ! 不同型号 #分布参数不同 $ 的 电缆通过细分分布回路 % 仿真模拟迭代计算出 $,<$! 与 %! <%, 的关系曲线 % 进而可以确定电缆单相局部故 障的位置 "
对三相电力电缆还进行了其他方面的仿真计 算 % 限于篇幅就不逐一说明其仿真过程 % 仅将这些仿 真所得的基本结果列出 " #,$ 对同一类型电缆而言 %综合三相不平衡电流 $" 反映绝缘局部缺陷的灵敏性随电缆长度的增加而 降低 % 但灵敏性仍高于 !! %!6)E ! " #!$ 对同一类型电缆而言 %$" 反映绝缘局部缺陷 与电缆负载有一定关系 %随着负载增大 # 电压相位角 变化 $%$" 灵敏度降低 %空载时灵敏度最高 " #>$ 多点接地时仿真计算出的 $" 与单点接地时 仿真计算出的 $" 在故障相同情况下完全相等 " #+$ 多点 # 两点以上 $接地电缆 !下转第 ># 页 "
电力电缆绝缘在线监测方法
电力电缆绝缘在线监测方法摘要：对电力电缆进行定期的检查能够检测出电缆的绝缘情况，但离线的对电缆进行检测必须在停电后进行，影响生产生活，同时停电后检测的电缆的参数也有所不同，因此在线的对电力电缆进行检测尤为重要，本文就主要对电力电缆绝缘的在线检测及诊断进行探讨。
关键词：电力电缆；在线监测；系统设计引言在电力系统中，电缆以其占用空间小、不受自然条件影响、安全可靠性高等优势发挥着越来越重要的作用。
但目前对电缆的故障检测技术并不完全成熟，一旦发生故障，很难在短时间内排除问题，严重影响供电的恢复。
因此，需要加强电力电缆的检测技术，以保证电网供电的稳定、安全性。
在线监测技术不仅能够及时发现电力电缆绝缘缺陷，防止出现突发性电力事故，同时也能够有效减少不必要的停电检修，加强绝缘在线监测技术有着重要意义。
1 电力电缆绝缘状态在线监测研究的意义1.1 电气性能指标中压XLPE电缆绝缘检测技术发展相对成熟，但由于中压电缆和高压电缆的制作工艺、电缆结构和工作环境不一致，中压电缆绝缘性能的诊断方法并不能完全推论到高压电缆。
例如在中压电缆中，常见的老化原因之一就是水树老化，而对于高压电缆，水树影响绝缘老化问题并不突出。
因此，与水树老化状况有很强相关性的介质损耗法等方法就不适用于高压电缆的检测。
目前，高压电力电缆常用的绝缘老化状态离线检测方法有:绝缘电阻测量法、局部放电法和击穿试验法。
1.2绝缘电阻测量法绝缘电阻是反映绝缘介质阻止电流流通能力的参数，是用来判断绝缘性能是否合格、反映绝缘介质性能变化的典型依据，进行绝缘电阻测量是研究电缆绝缘特性以及在不同运行条件下使用性能等方面的重要手段。
当电缆绝缘发生老化时，电缆的绝缘电阻会逐渐下降，绝缘电阻值只有高于一定值，才能保证电缆正常工作。
2 电力电缆绝缘故障的原因一般，电线电缆的绝缘材料使用了一段时间以后，会于不同的程度上产生老化，引发绝缘材料出现老化的因素很多，有关的人员应从不同的角度来对引发其出现老化的因素综合和全方位地加以分析。
电缆专业第六章题库..
第六章电力电缆的运行与检修1：电缆线路工程验收必须按照中间过程验收、自验收、预验收、竣工验收4个阶段组织。
（√）P2272：电缆线路工程验收必须按照（ ABCD）几个阶段来组织。
P227A 中间过程验收B自验收C预验收D竣工验收3：参与自验收的单位是（B ）。
P228A施工单位和运行单位B施工单位和监理单位C施工单位和设计单位4：工程竣工验收完成后（ B ），施工单位必须将工程资料整理齐全送交监理单位和运行单位进行资料验收和归档。
P228A半个月B1个月 C2个月5：电缆线路工程验收各阶段完成后必须填写（ C ）。
P229A施工记录B安全记录C阶段验收记录和整改记录6：电缆线路工程验收各阶段完成后必须填写阶段验收记录和整改记录。
（√）P2297：分部工程“电缆敷设”中包含的分项工程（C ）。
P229A户外终端 B接地线 C沟槽开挖8：分部工程“电缆中间接头”中包含分项工程（B ）。
P229A户外终端 B绝缘接头 C沟槽开挖9：分项工程“户外终端”包含于分部工程“电缆敷设”中。
（×）P229(电缆终端) 10：分项工程“接地电阻测试”包含于分部工程“接地系统”中。
（× ）P229(竣工试验)11：电缆竣工试验包括（AB ）等。
P229-230A主绝缘测试B接地电阻测试C介质损耗角正切试验D绝缘电阻试验12：电力电缆线路敷设工程验收标准应包括（ C ）。
P230A 电气设备设计规程B电力运行安全规程 C 电力电缆运行规程13：电力电缆线路敷设工程验收标准包括（CD ）等。
P230A 电气设备设计规程B电力运行安全规程 C 电力电缆运行规程D电力电缆设计规范14：电力电缆线路敷设工程验收标准包括“电力电缆运行规程”等。
（√）P230 15：对于10kV直埋电缆，自地面到电缆上面外皮的距离为0.7m。
（√）P231 16：对于35kV直埋电缆，自地面到电缆上面外皮的距离为（B）。
P231A 0.7m B1.0m C1.2m17：对于10kV直埋电缆穿过农田时，自地面到电缆上面外皮的距离为（B）。
在线智能检测高压电力电缆绝缘的技术方法
关键词：电力系统；高压输电线路；施工技术
一、常用的绝缘在线检测方法
在高压电力电缆运行系统中，绝缘技术是衡量高压电力电缆安全运行的关键指标套层绝缘在线检测是各大电网企业常。当前，主绝缘在线检测与护用的高压电力电缆绝缘在线检测方法。对电缆的主绝缘故障采用接地线电流法进行检测，对护套层绝缘故障采用环流法进行检测。一般来说，高压电力电缆护套层主要采用交叉互联换位排列方式，如排列方式呈正三角形则环流为零；如排列方式呈水平则环流大于零，但环流的绝对值不大。但是，护套层内常见绝缘故障为多点接地故障，导致接地电流较大，因而可通过检测接地电流来了解绝缘故障情况。如接地电流异常，可从两方面分析造成接地故障原因：一是多点接地故障造成绝缘故障；二是主绝缘故障导致泄露电流的增高。但在110kV及以上的高压电力电缆运行系统中，并没有更为明确的检测手段来鉴别到底是何种原因造成绝缘故障。
三、同时检测主绝缘与护套层故障的模拟实验
3.1模拟实验的等效电路
本次模拟试验中，采用变压器来模拟护套层感应电压，电容模拟主绝缘，电阻模拟主绝缘和护套层故障。通过模拟试验装置可实时检测护套层的感应电压和接地电流，以获取高压电力电缆是否出现绝缘故障。模拟试验中等效电路的相序分为A、B、C三相，在A、B、C三相序上分别加装6台电容，在12个交叉互联的护套连接点上各加装1台电流传感器，以模拟出高压电缆的主绝缘；在A、B、C三相序上分别加装6台隔离变压器，将输出电压从220伏降低到110伏，以模拟出电缆护套的感应电压；在等效电路的两旁分别连接一个1的主电阻，每个主相序上连接6个190的限流电阻。主隔离变压器连接3个额定功率为100W的7移相电阻，与电容组合成为容阻移相电路。当等效电路中输入220V的三相交流电源时，在容阻移相电路作用下将会形成三个主相序电压。如果感应电压抵消不完全，在2个主电阻和18个限流电阻上就会产生护套环流。这时12个电流段的主绝缘上并联一个1000Ω的电阻来模拟该线路上主绝缘老化、电阻增大等故障，线路接通后，实测得出A相第1小段的容性电流为6.3026A，B相第2小段、C相第3小段这2条支路的容性电流为6.3A。A、C两相之间的容性电流计算值在6.3~6.3026安培之间，三次实测的容性电流也在6.3~6.3026安培之间，测量结果与理论计算吻合。
高压电力电缆接地线电流超标原因分析及处理
高压电力电缆接地线电流超标原因分析及处理摘要：接地线电流超标是110kV高压电力电缆中少见的异常情况，出现接地线电流超标以后，一方面会降低电缆的输送容量，另一方面又会对电缆的安全产生不良影响。
鉴于此，本文将首先对高压电力电缆接地线电流超标的原因进行深入的研究和分析，然后在此基础上提出一些处理对策，以期为日后减少此类接地线电流超标的情况提供一些建议和理论参考。
关键词：110kV高压电力电缆;接地线;电流超标;原因;处理110kV高压电力电缆是许多发电厂的重要设备，其接地线电流超标是一种比较少见的异常情况。
当高压电力电缆的接地线电流超标时，铅包中的保护层就会被损耗并且伴随着散发热量，这样一来便直接降低了电力电缆的输送量。
如果另一处接地，则会导致出现大型的环流，并且加剧其损耗和热量发散，使电力电缆的温度不断升高，严重的话则会危及电缆的安全。
本次研究对象为一条长约100m的110kV高压电力电缆，经过一段时间的观察，发现其接地线电流超标现象比较频繁，已经严重超出了规定的最高电流，给日常的生产带来了巨大的安全隐患。
1 高壓电力电缆接地侧接地线电流超标情况本次研究对象为长约100米的110kV电力电缆，其主要分为导体、金属护套以及绝缘材料三部分。
导体部分的主要材料是退火的软铜线，是导电的主要部分;金属护套部分的主要材料是铜波纹护套，其主要发挥保护作用，防止电缆被周围环境影响而运行异常;绝缘部分的主要材料为交联聚乙烯，主要作用是使电缆中的导体与周围环境中的导体相互绝缘。
本次研究中的110kV高压电力电缆采用以下的接地方式：①出线窑洞的电缆底座接引接地线直到接地箱，在到达接地箱之后再通过过压保护器，最后将其与电缆的汇流箱相连;②高压配电装置的电缆底座接引接地线直到接地箱，到达接地箱之后从接地箱再引出一根接地线与电缆的回流线相连;③110kV高压电力电缆的底座引出一条接地线，并且将其与高压配电装置的外壳连接，一般情况下，整个系统中只会有一个点接地，而遭遇雷击等意外情况时才会出现两点接地。
基于接地线电流法的电力电缆绝缘在线监测
电力技术应用 2024年1月25日第41卷第2期67 Telecom Power TechnologyJan. 25, 2024, Vol.41 No.2肖思华：基于接地线电流法的电力电缆绝缘在线监测将该系统的软件部分划分为数据分析模块、导航模块、数据输出模块等。
其中，数据分析模块可对电力电缆绝缘在线监测系统产生的多种数据进行对比分析、趋势分析等操作，同时可分析数据生成的历史曲线、柱状图等。
在实际操作过程中，电力电缆绝缘在线监测系统的导航功能可对电缆线路的运行状态与电流传感器的安装位置进行导航，导航过程中产生的参数变化可通过图形化界面进行显示。
电力电缆绝缘在线监测系统运营人员可将节点监测信息和电缆线路的异常状态作为主要依据，在图形化界面中快速地查找出电缆线路的位置，并及时修复故障电缆线路。
数据输出模块可将电力电缆绝缘在线监测系统生成的数据报表和报警记录信息整合成报告，并输出至上位机，为打印文件等传送工作提供依据，有利于运营人员直观查看电缆线路维修情况。
绝缘在线监测系统的软件结构如图3所示。
报警控制模块GPRS通信模块软件系统对比分析趋势分析历史曲线柱状图分析线路位置导航电流传感器位置导航报警位置导航数据报表报警记录服务端硬件图3 绝缘在线监测系统软件结构通过对绝缘在线监测系统上传的电流数据进行对比和趋势分析，有利于提高电缆线路的稳定性。
为实现电缆电路绝缘状态的综合性判断，文章采用电流幅值波形比较判别法和同一线路相间的横向比较法作为主要判断方法。
4.1 电流幅值波形比较判别法在实际运行过程中，电缆线路易出现负荷和电压的变化，接地线电流的幅值会随着电缆线路参数的变化而变化，因此无法根据接地线电流幅值的大小判断电缆的绝缘状态。
采用电流幅值波形比较判别法综合性判断电缆电路的绝缘状态，将接地线电流法的原理作为主要依据，有利于提高判断结果的准确性。
在实际监测过程中，将220 kV 的电力电缆接地线电流作为主要研究对象，利用绝缘在线监测系统48 h 观察该接地线的电流变化情况，并将观测结果绘制成波形，便于运营人员更加直观地观察电缆接地线的绝缘状态。
长距离三相电力电缆绝缘在线监测方法
长距离三相电力电缆绝缘在线监测方法摘要：长距离的电力电缆的金属护层都会进行交叉互联，目的是降低电缆的金属护层中的感应电压，这种接线方式具有接地回路环流小、经济安全等优点，但由于无法对流经各段电缆主绝缘的电流直接测量给其绝缘的在线监测技术带来了很大的困难。
对于长距离的电力电缆，金属护层都是交叉互联的，并且长距离电缆线芯的电阻和残余电感都不等于零，电缆中的负载电流便会在电缆的线芯电阻和残余电感上形成电压降，导致电缆两端的对地电压出现比较大的差异，而且这种差异还会随着电缆负载电流的变化而变化。
在这种情况下，选取电缆位置对地电压作为基准相量进行电缆绝缘tanδ在线监测时，测量结果将会是不相同的，并且监测结果还会随电缆负载电流的变化而变化，这就给长距离电缆绝缘tanδ在线监测及绝缘状态评估带来了困惑。
鉴于目前金属护层交叉互联下电缆绝缘的在线监测一直没有找到合适的方法，该方法不仅实现了交叉互联方式下电缆绝缘的在线监测，而且给出了长距离电缆线芯存在电压降时参考电压的选取方法，通过仿真可以证明该方法的有效性。
关键词：长距离三相；电力电缆绝缘；线监测长距离电力电缆存在金属护层交叉互联和负载电流造成电压降的问题，因而与短距离电力电缆绝缘的在线监测存在很多不同。
根据长距离电缆金属护层交叉互联的结构特点，基于长距离电缆绝缘介质损耗因数（tan）在线监测技术，长距离电缆故障定位技术及长距离电缆护套绝缘在线监测技术。
一、长距离电缆绝缘在线监测存在的问题1、电缆金属护层交叉互联的影响。
对高电压长距离电缆金属护层交叉互联方式，通过电缆两端接地线上测量的电流并不是流过电缆主绝缘的电流，而是流过三相电缆主绝缘的电流的叠加之和，并且该值几乎为零，这种互联方式使得无法对流过电缆主绝缘的电流进行测量，也就无法对电缆绝缘电阻、tanδ 值等参数进行测量，从而无法实现对高电压长距离电缆绝缘的在线监测。
同时，对于较低电压等级的长距离电缆绝缘在线监测中，由于三相电缆的金属护层在电缆的整个长度范围内始终完全相连，无法对电缆的绝缘进行分相监测，也是无法对流过每相电缆绝缘的电流进行测量，从而无法实施对每相电缆绝缘的监测。
高压电力电缆绝缘在线监测及实验分析
高压电力电缆绝缘在线监测及实验分析摘要：目前的高压电力电缆绝缘在线监测方法存在无法将主绝缘和外护层绝缘故障进行区分的问题。
分析了国内外现有高压电力电缆绝缘在线监测方法存在的问题，提出了利用电缆护套感应电压和护套接地环流进行在线监测，可以区分电缆主绝缘和外护层绝缘故障的在线检测原理，介绍了在实验室搭建的高压电力电缆绝缘在线监测模拟实验装置，经验证实测值与理论计算值一致。
关键词：高压电力电缆；接地环流；感应电压，绝缘在线监测方法引言在电力电缆线路中，如何有效地保证线路的绝缘水平，是影响线路正常运行的一个重要因素。
这就需要对线路的安全水平进行测试、判断，及时发现电缆在运行的过程中出现的问题，对电力电缆线路出现的故障要进行在线监测，能够提高电力部门的服务效率。
1研究现状电力电缆绝缘水平的高低对于电缆的安全性起决定性作用，因此应该对电缆的绝缘性进行及时有效的诊断，从而找到问题并及时解决。
现在对于35kV及其以下的电缆主绝缘以及110kV及其以上的电缆外护层的绝缘故障进行了在线的检测。
但是国内外现有的高压电力电缆绝缘在线检测方法，对于电缆的主绝缘和外护层的绝缘故障难以进行明确的区分。
因此，研究出一种将两种故障进行很好区分的方法显得尤为重要。
2现有监测方法分析目前，对于110～500kV的高压电力电缆绝缘进行在线检测的方法主要有接地线电流法、环流法等。
对于接地线电流法，主要用来对电缆的主绝缘的故障进行监测，电缆的老化、受潮等情况都可以被及时检测出来。
而环流法主要是用来对电缆金属护套的多点接地故障进行监测的一种方法，这两种方法都是通过对电缆接地的电流进行监测来对电缆绝缘是否存在故障进行判断。
工程中的电缆护套的接地一般都是一大段分为三个小段，然后适应护套的交叉互联换位的方式。
如果护套是交叉排列的，并且电缆是正三角形的排列且长度相等的情况下，就能够使得护套内的磁感应环流为0。
而电缆如果处于水平排列的状态，三个小段的长度相等时，护套内就会有很小的正常的磁感应环流。
电法测量接地电阻计算方法及影响因素仿真分析
球面处的电位。由于点电源半空间具有球对称性，任 一点的电位与方位角 和极角 无关，故球坐标系中 的拉普拉斯方程变为：
2 U (2) r 0 r r 对 式 (2) 进 行 两 次 积 分 ， 根 据 边 界 条 件 r 时 ， U 0 ，同时由于半空间无限介质电流密度 1 U I ，求出积分常数，得任一点 r 2 πr 2 (B)电位分布： j E
dR
dr
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煤田地质与勘探
第 43 卷
即说明这两种方法计算接地电阻是一致的。
对式 (9) 从电极表面 r0 到某半径为 r 的任一圆柱体层 进行积分，得到该圆柱体层处所呈现的电阻 R1 为：
R1
r
2.2
棒状电极接地电阻计算 实际使用电法测量时，为操作方便，保障电极与 周围土壤有良好接触，总是使用棒状电极，如图 3 所示。 设在土壤电阻率为 的均匀各向同性无限介质
ln r0 2l 。 3r0
2π(l r0 )
3 3.1
减小接地电阻方法与仿真分析 影响因素仿真分析 根据棒状电极接地电阻可知，其大小与周围土壤
电阻率 成正比， 受电极半径、 入土深度等因素影响， 同时实测接地电阻大小还与辅助电极距被测电极表
图3
Fig.3
棒状电极接地电阻模型
面距离有直接关系。设土壤电阻率为 1 000 Ω· ｍ， 电极入土深度 l 为 50 cm，接地电阻 R 随电极半径 r0 变化曲线如图 4 所示。接地电阻随电极半径增加而 极质量也会显著增 加，给搬运和测量操作带来不便。因此，一般电极 半径取 0.5~1 cm。
(3) 2 πr 根据接地电阻的定义， 可计算出从电极表面到某 半径为 r 的任一球层所呈现的电阻 R1 为：
电力设备绝缘在线监测实验报告
电力设备在线监测与故障诊断综合试验报告一．前言本课程做了四次试验，分别为：套管、变压器的绝缘预防性试验、避雷器绝缘预防性试验、局部放电在线监测、利用红外照相机观测变电站发热情况。
其中前两次为设备的状态检测，是离线进行的，根据规程，对设备绝缘电阻，介质损耗tgδ等参数进行测量，通过数据分析试验设备的绝缘状况。
操作性较强，但设备和时间有限，只能完成绝缘预防性试验的部分内容。
后两次试验为设备的在线监测。
利用到先进仪器在线观测设备的局放、发热等情况。
其中局放试验为演示实验。
主要为了了解观测方法，试验的设计思路和大致原理。
绝缘预防性试验主要根据规程为“电力设备预防性试验规程”DL/T 596—1996，以下简称规程。
二．套管、变压器离线状态绝缘预防性试验本次绝缘预防性试验主要测量了套管和变压器离线状态下的绝缘电阻和吸收比、以及介质损失角tgδ。
测量电气设备的绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简单的辅助办法。
电气设备有休止状态转为运行状态前，或者在进行绝缘耐压试验前，必须进行绝缘电阻，以确定设备有无受潮或绝缘异常。
测量介质损失角tgδ可有效的发现绝缘受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气泡的游离、绝缘分层和脱壳以及绝缘有赃物或劣化等缺陷。
1．套管的绝缘预防性试验套管属于电容型绝缘结构的设备，特点是高压端对地有较大的等值电容。
对于电容型绝缘的设备，通过对其介电特性的测量，可发现绝缘缺陷。
反映介电特性的参数有介质损耗角正切tgδ、电容值C和电流值I对于变压器高压端出线的套管，规程规定的前两项即为绝缘电阻的测量和tgδ的测量。
由于试验设备的限制，选择这两项进行测量。
本试验采用的套管为126kV，油纸绝缘套管。
1.1套管的绝缘电阻测定按照规程规定，如图所示连线。
图1 测套管主绝缘对地绝缘电阻接线图测定其绝缘电阻，发现其绝缘电阻为5000MΩ小于规程规定值。
考虑到测量方法，由于套管长时间放置于户外，便面有很多灰尘，固有表面泄漏电流影响，要测得准确的绝缘电阻，可以有两种方法，即一为没有装设屏蔽线以短路掉表面泄露电流，另一种方法为将套管表面清洁干净。
电缆绝缘在线监测解决方案
主机组网数量 通讯规约
波特率
报警默认参 数
温度报警值 温度告警值 告警电压值
继电器干接点参数
工作电压
整机功耗
工作温度工作湿度海拔2.4GHz/433MHz
≤240只
RS485、以太网、光纤，RS485通讯距离≤1200m （不加中继） ≤128台 Modbus规约 1200、2400、4800、9600 bps 可选 上限值：+90℃，下限值：－20℃ 上限值：+60℃，下限值：－10℃
运维水平低
高压电缆线路运行管理以定期人工 巡检方式为主，很多电缆绝缘缺陷 和故障隐患无法及时发现。
1
需求背景
绝缘老化
电缆长期运行，绝缘层老
化，性能下降
附件问题
电缆接头没有规范制作， 接触电阻大，发热大
过载运行
电缆长期过载运行造成电 缆高温，高温加速劣化， 恶性循环
受潮或进水
电缆受潮或者进水，引起 电缆内部短路，发生爆裂
2.2
电缆光纤测温工作原理
Raman效应
激光脉冲入射到光纤里， 在发送端得到背向散射光， 并 进行分析。Raman散射光的强 度与温度成正比。测量散射光 强度得到沿光纤分布的温度。
2.2
电缆光纤测温主要设备
2.2
电缆光纤测温主要设备
光纤测温主机
光纤测温主机是光纤测温 系统的核心，它集激光发射、 信号采集、温度分析、分区设 置、报警设定、信号输出为一 体。
2.1
电缆无线测温主要设备
2.1
电缆无线测温主要设备
无线测温主机
触摸式无线测温主机是一款集温度传感器工作状态的监 测、现场温度显示，报警提示和输出，事件记录及数据记录于 一体的现场温度监测仪，并可修改现场无线温度传感器的地址 等参数。
电力电缆绝缘在线监测方法分析 王健140
电力电缆绝缘在线监测方法分析王健1摘要：随着我国经济实力的不断增长，人们对电力的需求日渐提高，供电质量也成为电力部门重要的考核指标。
电力电缆作为电网运行不可或缺的组成部分，其举足轻重的地位不言而喻。
由于大多数电缆铺设在地下，不仅不容易查找故障点位置，如果不能及时排除还会造成停电的风险。
电缆绝缘在线监测可以实时监控电缆的运行状态，及时发现故障隐患，进行绝缘老化趋势分析，并预测电缆寿命，对电缆的可靠运行有深远的影响。
因此，电力电缆绝缘在线监测势在必行。
关键词：电力电缆；绝缘在线监测；方法分析1电力电缆故障分类各项电力电缆故障并不是同一种类，在未对其进行明确划分的情况下，故障诊断和检测过程中会出现一系列问题。
从时间角度进行划分，电力电缆故障主要分为运行故障和试验故障，在电力电缆运行过程中，会因故障问题运行不当，试验过程中还会因电缆绝缘问题出现故障；从故障部位的角度进行划分，需要对电缆中的重要部位进行分类，如本体、中间头、户内头、户外头是常见的故障发生部位。
在电力电缆运行过程中，造成故障的原因不仅有人为因素，还有自然环境、绝缘老化和腐蚀等，这就需要根据责任的不同进行划分，短路、开路、接地和其他情况下，都需要确定故障的性质，才能够有效地处理这些故障，减少损失。
2电力电缆故障原因造成电力电缆故障的原因有很多，这就需要电力技术人员做好电缆维护、快速检测定位等工作。
在电力电缆实际运行过程中，常见的故障原因主要分成以下几种：第一，线路老化。
通常情况下，电缆运行环境相对恶劣，常用的绝缘材料，如交联聚乙烯极易受到酸、碱、盐、水和微生物等影响，出现老化现象，在长期的发展中绝缘层会被击穿，引发短路和低阻故障。
第二，机械损坏。
埋地电缆事故是一种常见的事故，在电力电缆事故过程中，未经确认开展开挖、打桩等工作，以及重型车辆碾压都会引发电缆错位、扯拉变形等问题，进而引发电缆故障。
第三，电缆接头制作不合理。
在电缆接头未进行防潮措施、密封和接头电线连接压接不良、接头位置不合理的情况下，会引发电缆故障。
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技术讨论
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三相交联聚乙烯电力电缆接地不平 衡电流仿真计算
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三相电力电缆其它仿真计算结果
关系 %$,<$! 与 %! <%, 也有非常显著的正相关关系 " 由此 可见 % 如果对不同长度 ! 不同型号 #分布参数不同 $ 的 电缆通过细分分布回路 % 仿真模拟迭代计算出 $,<$! 与 %! <%, 的关系曲线 % 进而可以确定电缆单相局部故 障的位置 "
三相电力电缆的接地不平衡电流 ! 可以实时监测电 力电缆的绝缘状况 ! 防止电缆绝缘事故的发生 Z , ! ! [ ) 单相电力电缆可以用一个分布式阻容并联回路来很 好地仿真模拟 # 对现在通用的三相交联聚乙烯结构 来说 ! 三相电力电缆可以用一个三相并联对地的分 布式阻容回路来很好地仿真模拟Z : [ ) 通过仿真模拟 ! 可以从中得出单相电力电缆接地电容电流 !"! 三相 电力电缆接地不平衡电流 !" 与电缆本体 6)? !! 电容 量 " 及局部故障位置变化的关联性 ! 进而推测出实 际测量中有重要参考价值的判据 # 基于 7QJ 仿真模 型 Z : [ 和 基 于 V)6/)& Z + [ 的 计 算 程 序 ! 还 可 以 成 为 指 导 现场实际测量中发现判断绝缘缺陷 ’ 帮助确定故障 性质及位置的良好学习型软件 ) 笔者以 ,," \- 交联 聚乙烯电缆的分布参数为例 ! 仿真计算了电力电缆 运行中接地电流与绝缘状况 ’ 绝缘故障部位之间的 关联度 ! 得到了有实用意义的结论 )
对三相电力电缆还进行了其他方面的仿真计 算 % 限于篇幅就不逐一说明其仿真过程 % 仅将这些仿 真所得的基本结果列出 " #,$ 对同一类型电缆而言 %综合三相不平衡电流 $" 反映绝缘局部缺陷的灵敏性随电缆长度的增加而 降低 % 但灵敏性仍高于 !! %!6)E ! " #!$ 对同一类型电缆而言 %$" 反映绝缘局部缺陷 与电缆负载有一定关系 %随着负载增大 # 电压相位角 变化 $%$" 灵敏度降低 %空载时灵敏度最高 " #>$ 多点接地时仿真计算出的 $" 与单点接地时 仿真计算出的 $" 在故障相同情况下完全相等 " #+$ 多点 # 两点以上 $接地电缆 !下转第 ># 页 "
摘要 ! 为单相电力电缆接地电容电流 ’ 三 相 电 力 电 缆 接 地 不 平衡电流建立了电缆的分布参数仿真 模 型 ! 计 算 了 电 力 电 缆 在运行条件下其接地电容电流 ’ 接地 不 平 衡 电 流 对 电 缆 绝 缘 缺陷状况反映的有效性与灵敏性 ( 仿 真 结 果 表 明 ! 在 线 监 测 得到的接地电容电流或接地不平衡电流与绝缘缺陷有很高 的正相关性 ! 并且灵敏性较高 ! 其灵敏性 与 电 缆 负 载 ’ 缺 陷 位 置等有关 ! 三相电力电缆接地不平衡 电 流 反 映 缺 陷 的 灵 敏 度 要明显高于接地电容电流 ) 开发的基于 7QJ 的仿真模型及相 应的 V)6/)& 分析软件可以作为一种良好的学习型软件 ! 用以 指导现场在线监测测量结果的分析及故障部位的确定 ) 关键词 ! 电力电缆 # 在线监测 # 接地电流 # 中图分类号 ! QVW#
流 ! 三相交联聚乙烯电力电缆的 7@A 仿真模型见 图 # * 仿真参数 %运行电压 ,," B-! 工频 #" 2C ! 电缆 长度 ,"" " !分布参数等与 !0, 节中的模型相同 * ?0! 仿真计算结果与分析 ’,$ 三 相 电 力 电 缆 绝 缘 良 好 时 ! 电 缆 的 三 相 电
%,0 西安交通大学电气工程学院 ! 陕西 西安 C,""+D# !0 广西大学电气工程学院 ! 广西 南宁 #:"""+ # :0 甘肃电力公司 ! 甘肃 兰州 C:""#" # +0 宁夏电力公司 ! 宁夏 银川 C#""", &
!"#$%&’"() (* +)%"), -!"#$!%#"& !’ .!()% /*+,) 0"-.,*$#!" 12")3 45($)6")3 7$55,)’ -,’8(6 OA71 @3)?4!P.?4,!!! F2=1 Q3)?!H3)?4,!:! R271G S*#!".),! N71G >3).!H3)?,!+
!6)< " ’$$!! 6)< " ’"$ 分别表示由电 阻 ( 电 容 量 变 化 引起的 6)< " 变化值 ) 由图 ! 可见 ! 电缆整体老化或 受潮时接地电容电流 !"!!,!!! 均增大 ! 增大的幅度对 电容量 " 变化非常敏感 * ’! $电力电缆局部故障 图 ? 示出电力电缆局部故障 ’ 局部 $ 减小或 " 增大 $或端部电缆头脏污受潮时 !"!!,!!! 与 $ !" !!" ! !6)< " 的变化关系曲线 * 不难看出 %!" 与 6)< " !!" 具 有很强的正相关性 * 图 + 示出电缆局部故障时两端 的接地电容电流之比 !,>!! 与反映故障位置的比 &!>&,
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