电力电缆在线监测资料
电力电缆在线监测技术初探
直流成分法 、ｔ 绝缘介损法 局部 放电的在线 监测 。 ｇ ６ 然 而传 统 的 电力 电缆 在线 监测 技术 的也存 在 不足之 处 ，比如对 于交联聚 乙烯 电力 电缆绝缘劣 化的在 线监
测上 ，国内外 常采用直流叠加法 、直流分量法 、低频 叠加法和介质损耗法对 中低压交联聚 乙烯 电力 电缆水
直 接 导致较 大 的测量 误差 甚至 于错 误 的结论 。文 献
［］ ５ 中利用 宽频带 局部放 电传 感器 ，使用 电磁耦合 的 方法监测位于 １ｋ ｚ ８ Ｈ 频段范围 内的局 部放 电现 ０ Ｈ ￣２Ｍ ｚ 象 。由于 电缆线路 的局 部放 电现象常 常发 生在 附件位 置 ，可 以在 附件位 置加装传感器减少 高频脉 冲衰减 损
别 ，同时如何对 于强干扰 下的局 部放 电脉冲 信号的提
压 １Ｏ Ｖ 以上线路达数 百公里 ；可运用 的最 高压等 ｌｋ及
级达￣ ５ Ｏ Ｖ ＵＯ ｋ 。但是交联 聚 乙烯 电力 电缆广泛运用 的
同时，也因为其材料 树枝老 化 问题 时常造 成 电缆绝缘
击 穿的事故，因此我们 迫切 需要对 于交联 聚 乙烯 电力 电缆的运行状况进行监测，及时查找故障，保证交联 聚 乙烯 电力 电缆 的良好的绝缘状况 。
满足宽带测量的要求。同时通过改变匝数Ⅳ和绕线截面
积，分别设计 了３ 个不 同的线 圈，还设计 了一个 以锰锌
配 电 已大 量采用 交 联聚 乙烯 电力 电缆 ，据不 完全 统 计， 已投入运 行的３ ｋ 及 以下线路约有几万公里；高 ５Ｖ
（ 超高频检测法 一） 局部放 电脉冲 的频 率如果很高，必须要提高监测 设 备的采样频率 来捕捉 局部放 电信 号 ，这样监测高频 段 的局 部放 电信 号能够有效抑制 外界噪声干扰 。交联 聚 乙烯 电力 电缆 的局部放 电监测技术 的核心 的问题是 如 何采 集微 弱 的局部 放 电高频 脉冲 信号 ，并进行 识
高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术
高压电力电缆护层电流在线监测及故障诊断技术摘要：在电缆的实际应用中，故障的发生可能是从理论上讲，通过深化电缆保护层电流在线监测的研究与分析，可以为解决实际故障提供参考。
在此基础上，分析了高压电力电缆护层电流的主要故障以及电流在线监测的原理进行分析，结合实际故障监测诊断技术的应用，进行了详细的探讨，希望通过这一理论研究，有助于有效地解决。
关键词：高压电力电缆；保护层电流；监测技术引言高压电力电缆使用中受多种因素影响的故障存在问题，要解决该故障，必须科学地采取重点解决故障的措施，保证故障第一时间消除。
1、高压电力电缆护层电流主要故障及原因分析1.1高压电力电缆护层电流主要故障分析高压电力电缆保护层电流故障一般具有多种类型、复杂原因等特点，除实际运行情况外，主要包括以下几个方面:(1)电缆接头松脱。
这些障碍在实际工作中更常见。
一般来说，这些障碍的原因主要在两个方面。
1)在电缆接头安装过程中，工人无法按操作规范工作，未安装到位，导致电缆接头部分松动。
(2)受外力影响，电缆接头部分松动，甚至电缆断开，无法形成闭合回路。
(2)交叉连接箱水。
这种问题在实际工作中也经常发生，影响比较大。
图1是J2连接器上的交叉连接盒被淹没的示意图。
此时导体直接接地，将正常的3个保护层电路变更为6个故障回路。
像这样的问题，如果连接盒表面发生泄漏等，降雨量频繁，降水量大，容易诱发，最终电缆保护层电流会短路，所以要充分注意。
(3)电缆连接器外部环氧预制件制动闸。
需要注意的是，这些障碍问题往往会产生更大的影响。
具体地说，这些问题会导致电缆两侧的金属保护层连接，整个交叉互连系统受到影响，同时保护层电流瞬间升高，导致连接器内环氧预制件加热，从而产生不同级别的安全风险。
此外，如果发生这种问题，还会影响两个保护层电流，威胁电缆线的安全使用，严重影响电力系统的正常供电，给电网的安全稳定运行带来巨大风险。
1.2高压电力电缆护层电流故障原因分析一般来说，实际导致高压电力电缆保护层电流故障的原因有多种，而其中主要原因往往集中在超负荷运行方面。
电力电缆绝缘分布式在线监测
３ 电缆接 地线 电流 监测 原理
３ １ 单 相 电力 电缆 屏 蔽 层 接 地 测 量 ． （ ） 蔽层 接地连接 １屏
＝＝
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图 １ 电缆 屏 蔽 层 测 试 接 地 示 意 图
首
图 ２ 电 缆 接 地 电流 测 量 连 接
收 稿 日期 ：０ ７—０ ２０ ３—１ ９
维普资讯
第２ 卷第 ４ ０ 期
２０ ０ ７年 １ ２月
’
江西 电力职业技术 学 院学报
Ｖ１ ０Ｎ ． ｏ ２ ，ｏ ． ４
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＪ ａ ｇ ｉ ｃ ｔｏ ａ ｎ ｃ ｎ ｃ ｌＣｏｌｇ ｆＥｌｃｒｃｔ Ｄ ｅ ０ ７ ｏ ｒ ａ ｉ ｎ ｘ ｏ Ｖｏ ａ ｉｎ ｌ ｄ Ｔｅ ｈ ｉａ ｌ ｅｏ ｅ ｔｉｉ ａ ｅ ｙ ｅ ・２ ０
测点数 据 分析计 算 电缆 绝缘 状 况 ， 综合 确 定 漏电或 绝缘 降低 的情 况 和故 障点 位置 。 关 键词 ： 电力 电缆 ； 绝缘 ； 线监测 在 中图分 类号 ： Ｍ ２ ． Ｔ ７ ６４ 文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ ３— ０ ７（０ ７）４－ ０ １一（２ １７ ０ ９ ２ ０ ０ ０ ０ ０）
经 电 缆 的 整 流 效 应 而 产 生 的直 流 分量 ， 中 很 难 排 除 电缆 护 其 层与地之间 由于化学 作用 而产 生 的电动 势 Ｅ 的影 响 ， 以 ｓ 所 上述 直流分量实际测不准 。 （） ３ 介质损耗角 ｔ８ ｇ 测取 法。ｔ８值一般 很小 ， ｇ 较难测准 ， 测试方法复杂 。 实际较难实施 。 ｔ 且 ｇ 对一些局 部较集 中的 ８值
缺陷反映不灵 敏。在电缆 中水树生长 还未达 到击穿 时 ， 会使 绝缘 电阻减少不 明显 ， ８ ｔ 变化不大 ， 以检测精度不高 。 ｇ 所 （） ４ 局部放 电法 。一般电缆 局部放 电信号很微弱 ， 且放 电 波形复杂多变 ， 高压输 电现场电磁干扰和背景 噪声 相当大 ， 导 致信号被淹没 ， 以局部放 电法很难 用到现场在线监测。 所 （） ５ 低频重 叠法 。又 叫差 频监测 法 ， 是在 工频 交流 电压 下叠加低频 电压 ， 观察所产生 的超低频 水树变 化特征 电流信
常见的电力电缆状态在线监测方法综述
２ 电力 电缆绝缘在线监测
研究 表 明 ， 电力 电缆 的树 枝 状 放 电是 造 成 绝 缘 劣
化和 击穿 的主 要原 因 ， 针 对水 树 枝 产 生 的直 流 电流 分
至今 已有百 余年 的历 史 。 电力 电缆 在使 用 过 程 中 ， 由 于 电磁 、 热、 机械 、 化 学等 多方 面 的作 用会 逐渐 老 化 ， 进 而产生 破 坏性 的故 障。早 期 电缆 以本体 故 障 为主 ， 近 期 以过 载性 故 障居 多 ， 当前 电 缆终 端 和 中间 接 头故 障
成为电缆ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ障的主要原 因。对 电缆状态进行监测 ， 是
预 防电缆 故 障发生 的重要 手段 。传 统 的 电力 电缆预 防
性 试验 需停 电检 测 、 试 验 电压 低 、 试 验 周期 长 ， 属 于离 线检测 ¨ ． ２ Ｊ ， 已经 越 来 越 不 能 适 应 电力 不 问 断生 产 和
ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ． Ｔｈ ｅ ｐａ ｓ ｓ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｎ — ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ， ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ， ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ．
电力电缆的在线监测
当电缆护层的绝缘电阻下降时，会出现化学作
用电势ES<0.5V，从而引起杂散电流
接地保护用电压 互感器
ES为护层对地 化学作用电势
如图1所示，电缆护层的绝缘电阻下降时，由于护 层与地之间化学作用电势Es的作用，除了直流成 份电流外，测量装置M中还将流过杂散电流，影响 测量准确度。
电阻不影响测量结果。也要防止所加直 流电压对GPT的有害影响。
工频法
将加于电缆的电压（通过电压互感器） 及流过绝缘的工频电流（通过电流互感 器信号取出，再通过数字化测量装置测 出电缆绝缘的tgδ。当tgδ大于一定值时， 绝缘可判为不良。注意电压、电流互感 器角差对测量结果的影响。应用灵敏度 为0.01%的测量装置可很好地监测绝缘， 由此得到的tgδ反映的是绝缘缺陷的平均 程度。
低通滤波器及接地保护装置，以衰减交流成份、检出直流成份， 并保证试验人员及装置的安全。通常认为直流成份电流小于lnA 时绝缘良好，大于100nA时绝缘不良，介于两者间时要加强监 测。
对于6.6KV和10KV两种电缆， 日本标准：
对额定电压为6.6KV的电力电缆，若直流泄漏电流小 于0.5nA是好电缆；介于0.5nA~30nA之间，则电缆 有危险，要加强监测，随时准备更换；大于30nA是 坏电缆。
总结：
电桥法通过调节电压和电阻可削弱电缆护层与地之间化学作用产生 的电动势ES的影响。考虑直流电压对GPT的有害影响，它仅适于 <10kV的电缆。
tanδ介损法反映电缆绝缘的整体缺陷水平，是目前对电容性设备绝 缘水平的主要评判标准，但部分水树生长而没击穿时，引起绝缘电 阻减少，很难使tanδ变化，大大降低了检测精度。因介损法是电缆 本身的属性，也可作为高压电缆的监测手法之一。
高压电缆线路接地系统在线监测分析
高压电缆线路接地系统在线监测分析随着电力供应体系的不断扩大和电力设备的不断发展，高压电缆线路在输电中的作用日益重要。
高压电缆线路接地系统是保证电网安全运行的重要组成部分，其良好的接地系统能够确保电网设备正常运行、人身安全，以及保护电网免受雷击等电力故障的影响。
对高压电缆线路接地系统的在线监测分析具有重要的意义。
高压电缆线路接地系统在线监测分析主要包括接地电阻监测、接地电位监测和接地电流监测等。
接地电阻是衡量接地系统性能的重要指标，通过对接地电阻的在线监测可以及时判断接地系统是否出现故障，确保接地系统的可靠性。
接地电位是指接地点与地面之间的电位差，通过对接地电位的在线监测可以了解接地系统是否存在漏电现象，及时排除隐藏的安全隐患。
接地电流是指通过接地系统的电流，通过对接地电流的在线监测，可以判断接地系统是否存在漏电或者过载等问题，及时进行修复。
高压电缆线路接地系统在线监测分析的方法主要有传统的实时监测和新兴的无线传感器网络监测两种。
传统的实时监测方法通常通过安装感应电阻器、测量电压表等设备，对接地电阻、接地电位和接地电流进行监测，并通过采集数据进行分析评估接地系统的性能。
这种方法需要人工进行监测和数据分析，操作繁琐，成本较高。
而新兴的无线传感器网络监测方法则采用无线传感器网络技术，通过部署在电缆线路接地系统上的传感器节点，实时采集接地系统的信息，并通过网络传输到监测中心进行数据分析和处理。
这种方法不仅可以实现接地系统的在线监测，还可以实现自动化操作，减轻人工负担，提高监测效率。
高压电缆线路接地系统在线监测分析的关键技术主要包括传感器技术、数据传输技术和数据分析技术。
传感器技术主要涉及接地电阻传感器、接地电位传感器和接地电流传感器等，需要具备高精度、高可靠性和低功耗的特点，能够在恶劣的环境条件下工作。
数据传输技术主要包括有线传输和无线传输两种，有线传输主要通过电缆进行数据传输，无线传输则通过无线传感器网络进行数据传输。
电缆多状态在线监测系统
电缆多状态在线监测系统一、综述目前全国大多数电力公司一样，对电力隧道、沟道内主干电缆的管理还处于计划检修阶段，一般采用定期巡视的方法对电缆的运行状况进行检查。
从经济角度和技术角度来说，计划检修都有很大的局限性，例如定期试验和检修造成了很大的直接和间接经济浪费，许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时发现。
随着国家电力基础设施投入的逐年增大，电力隧道的长度也正在迅速增加，由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度，致使电力隧道运行工作面临着巨大压力，再者随着城市的加速发展，电力沟道和高压管线的迅速增长，电力负荷的急剧增加，电力公司对隧道的运行维护工作面临着巨大压力。
如何保证隧道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故，隧道内积水、可燃气体等不影响到供电系统的安全等新的要求，想解决当前面临的种种问题，仅靠大量增加运行人员数量来应对电力隧道的迅速增长和管理压力已经不现实，采用现代化的技术手段来提高电力隧道运行维护水平是当务之急。
电力隧道加装水位、气体探测装置，可有效监测到隧道内水位及气体情况，及时发现由于外部跑水至电力隧道内，外部可燃气体进入隧道内等情况。
通过水位、气体监测报警，及时发现隐患点所在位置及水位数值、气体成分含量等情况，为及时有效处置提供技术支撑，改善电力隧道运行环境，保证电力隧道及隧道内电力电缆的安全稳定运行有重要意义。
电缆是电缆网发生故障几率较大的设施，分别通过传感器耦合电缆接地线的信号、传感器对电缆接头的局部放电及分布式光纤测温系统对电缆进行监测数据采集，将其采集到的接地电流参量、局部放电参量及电缆温度参量传送到监测中心，对电缆的运行状态进行分析评估，实现电缆运行状态的时时监控，从而为电力部门有效的预防事故灾害的发生提供有力的的保障。
二、总体结构电力电缆多状态在线监测系统，主要对电缆局部放电、温度、接地电流、有害气体及水位，井盖进行在线监测，将监测信号上传至工业服务器进行处理存储，可实现对各技术监测量进行界面显示，谱图分析，报表打印，数据查询，报警等功能。
刍议电力电缆绝缘在线监测系统设计及故障分析
刍议电力电缆绝缘在线监测系统设计及故障分析近年来，我国电力系统运行环境日趋复杂，电力电缆绝缘在线监测系统技术要求逐步增加，为了全面满足人们对于电力系统应用需求，电力电缆绝缘在线监测技术的应用以及系统的构筑逐步发展完善。
本文介绍电力电缆在线监测系统的总体设计及软硬件设计，模拟试验证明，该系统能够有效判断电力电缆是否有绝缘老化或者击穿现象出现。
标签：电力电缆；绝缘；在线监测；故障诊断；系统1 电力电缆绝缘监测系统总体设计电力电缆绝缘监测系统原理如图1 所示。
现场监测单元需要达到一定的精度，但是一味地追求高精度会造成设计成本的增加，因此需要在系统的稳定性与精度之间找到一个合理的平衡点。
通过各项指标的分析，监测单元的测量精度一般定为0.2 级。
2 监测系统硬件设计现场监测单元主要由微处理器（ARM 构架的LPC2214）、FPGA、信号调理电路以及液晶显示等部分组成。
ARM 平台系统结构图如图2 所示。
ARM 架构的微处理器能够支持实时仿真与跟踪32 位的CPU，LPC2214 是有极低功耗，32 位的定时器以及9 个以上的外部中断。
微处理器在系统中的主要作用是采集、调理信号以及对存储进行相关的控制，处理故障信号，提取特征与运算参数，和上位机保持通信，上传所检测出来的参数信息，以利于上位机综合评估电力电缆的运行情况，进而为电力电缆的绝缘性提供量化依据。
系统采用MAX485 芯片实现上位机和现场检测单元之间的通信连接。
MAX485 芯片主要是由可控驱动器与可控接收器两部分组成。
2.1 电流传感器与信号调理电路设计考虑到系统中接地电流较大，采用穿心式电流传感器，这种传感器不仅可以达到精度标准，同时还可以确保监测装置的电气安全性。
通过比较分析，WBI513C0 型电流传感器符合系统的要求。
穿心式输入可以保证测试装置的安全性；跟踪电流源输出有利于对信号进行分析；输入频率25～5kHz 适用于工频信号的采样。
在信号调理电路设计中，由于故障电流信号的输出最高达到100mA，所以需要增加电流或电压转换器，借助运算放大器把电压放大到合适的范围，然后输送到后续电路。
基于电力电缆故障在线监测及预警系统分析
基于电力电缆故障在线监测及预警系统分析摘要：首先分析了高压电力电缆的故障类型，并基于双CT法绝缘tanδ在线监测和双端同步电缆故障定位的浅析，介绍了在线状态检测技术系统的应用，为实际的高压电力电缆维护提供理论依据，并提出高压电力电缆在实际运行中的维护建议。
关键词：电力电缆；绝缘在线监测；故障定位0引言电力电缆是电缆的一种，用于输送和分配大功率电能。
电力电缆作为地下输电线路，是电网输送和分配电能的主要方式之一，具有架空线路所不具备的优点，例如地下敷设不占用空间，减少占地，不在地面架设杆塔和导线，不受外界环境影响，可以提高供电可靠性，减少运维工作量等，特别适用于输电线路密集、位于市区的变电站以及重要线路和重要负荷用户。
随着电网建设的加快，电力电缆的使用越来越多，保證电缆线路的安全运行也成为非常关键的问题。
电力电缆是出现绝缘故障率最高的设备，可引起线路短路、单相接地等重大事故，而且电缆一般敷设在电缆沟或电缆隧道里，环境复杂，故障信息和定位困难，因此，对电缆的在线状态监测和故障定位就成为当前的研究重点，也对电缆线路实际的维护具有积极意义。
目前电网使用的电力电缆大部分是交联聚乙烯电缆，有些线路使用充油。
某抽蓄公司动力电缆运行已近二十年，电缆在长期发热状态下普遍出现了电缆绝缘性能降低或过热的现象。
有资料表明，绝缘老化在电缆故障比例中所占比率较高，因此电力电缆的绝缘在线监测是迫切需要解决的问题。
1电力电缆故障分类和原因分析1.1电力电缆故障分类电力电缆故障可能是一种也可能是复合多种，大致分为以下两种：（1）低阻接地或短路故障：包括电缆一相或多相接地故障、绝缘电阻值较小。
（2）高阻或短路故障：接地或绝缘阻值较大。
（3）导体故障（开路故障）。
主要是线芯导体和金属屏蔽层故障，包括断线和似断非断故障。
（4）绝缘层故障。
包括主绝缘层和护套绝缘层故障。
1.2电力电缆故障原因（1）机械损伤是电缆故障占比较大也很常见的原因。
电力电缆局放在线监测系统使用说明书
电力电缆局放在线监测系统使用说明书目录安全规程 (1)1. 概述 (2)1.1 相关概述 (2)1.2 系统功能 (2)1.3 系统工作环境 (3)1.4 系统工作过程 (3)1.5 技术原理综述 (4)1.6现场安装指导说明 (5)1.7系统结构及网络 (6)2. 硬件使用及维护说明 (7)2.1硬件说明 (7)2.1.1 传感器 (7)2.1.2 电力电缆检测装备 (9)2.1.3数据服务器和数据通信单元 (10)2.2 硬件使用说明 (11)2.3 硬件维护 (12)2.3.1 使用时应注意的问题 (12)2.3.2 用户维修 (12)2.3.3 故障分析 (12)3系统功能 (13)3.1安装 (13)3.2卸载 (14)4操作系统 (15)4.1开始 (15)4.2设备管理 (16)4.2.1电缆基本信息管理 (17)4.2.2电缆接头信息管理 (17)4.2.3数据采集卡信息管理 (18)4.3参数设置 (20)4.3.1参数设置 (20)4.3.2局放采集卡配置 (22)4.4 手动监测 (23)4.5自动监测 (25)4.6查看数据 (26)4.6.1局放数据查询 (26)4.7 趋势查询 (27)4.7.1局放趋势查询 (27)5常见问题及简单处理方法 (28)安全规程从事本设备的运输、安装、投运、操作、维护和修理的所有人员➢必须有相应的专业资格。
➢必须严格遵守各项使用说明。
违章操作或错误使用可能导致：➢降低设备的使用寿命和监测精度。
➢损坏本设备和用户的其他设备。
➢造成严重的或致命的伤害。
本说明书在安全规程上采用如下三种方式强调一些重要事项：警告这种警示栏是指由于您的误操作可能造成系统不可恢复的损毁，或者难以预料的后果。
注意这种提示是指由于您的误操作可能造成系统的不正常工作。
本说明书未经本公司书面允许，不得翻印，同时其内容不得转告非使用者的第三方作为任何未经许可的用途。
1. 概述1.1 相关概述➢局部放电：绝缘体中只有局部区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，这种现象称之为局部放电，简称局放。
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。
高压电缆在线监测系统
高压电缆在线监测系统简介高压电缆在线监测系统是一种针对高压电力电缆的监测方案，可对电缆进行全面、实时、准确的监测。
该系统的主要作用是提高电力输送可靠性和供电质量，防止事故发生，以及减少停电时间和维修成本。
检测项目高压电缆在线监测系统主要监测以下几个项目：1. 温度检测高压电缆的温度是影响其使用寿命的主要因素之一，而高压电缆在线监测系统可对电缆温度进行实时监测，及早发现异常情况，确保电缆的安全运行。
2. 声波检测高压电缆线路中存在着一些不良的接头、内部缺陷等问题，会产生声波信号，因此声波监测是监测电缆线路状态的一项重要手段。
3. 电流检测电缆的电流是否正常，是评估其运行状态的关键指标之一。
高压电缆在线监测系统可以实时监测电流的变化，以确定电缆是否正常运行。
4. 电压检测电压是影响电力输送稳定性的主要因素之一。
高压电缆在线监测系统可以实时监测电压的变化，以保证电力输送质量。
原理高压电缆在线监测系统的主要原理是采用传感器自动捕捉电缆中的信号，并将信号传输到机房内的监测设备中进行分析处理。
当监测设备检测到异常情况时，会对运维人员自动报警，及时处理故障，防止事故的发生。
优点高压电缆在线监测系统具有以下几个优点：1. 无需停电高压电缆在线监测系统无需对电缆进行拆卸，也无需人员进入现场，即可实现全面监测。
2. 实时监测系统可以实时监测电缆的状态，能够及早发现异常情况，以强化电缆的监管。
3. 精准诊断高压电缆在线监测系统结合了多种检测手段，能够实现精准诊断，并能够有效地防止误报和漏报情况的发生。
4. 系统升级方便该系统采用智能化设备，可以根据厂家的需求，随时进行升级以适应更多的使用环境和监测需求。
高压电缆在线监测系统是智能化的高压电缆监测方案，具有多项优点。
通过系统的实时监测，能够及早发现异常情况，并及时处理故障，保障供电质量和电缆的安全运行。
电力电缆局部放电在线检测技术探究
电力电缆局部放电在线检测技术探究摘要：随着我国社会经济的发展，用电需求明显增加，电力电缆在电力传输系统中广泛应用。
在长期的运行中，电缆存在不少的问题。
局部放电现象是一种常见的问题，主要是由于电缆绝缘材问题，体现出电力的缺陷和不足。
目前，电力电缆局部放电检测技术有多种，结合放电脉冲波形特征，识别电缆局部放电信号，计算出其放电量，解决电力电缆中的局部放电问题。
本文分析电力电缆局部放电技术，希望给相关部门工作提供帮助。
关键词：电力电缆；局部放电；在线检测技术电气设备检修技术主要有故障检修、定期检修和状态检修三个阶段。
状态检修主要是检测是可靠性，根据设备状态开展预防性检测。
通过状态检修对设备相关参数进行测量和识别，找出其中的劣化现象，对设备运行状态进行品谷，保证检修的有效性和针对性，延长设备使用寿命，有效降低设备运行成本。
因此，在电力电缆建设和运行的过程中，加强局部放电在线检测工作，保证电力电缆的运行质量。
一、电力电缆局部放电在线检测技术分析1.AE声发射检测技术分析。
在电力电缆局部放电问题中，故障位置在放电的过程中会产生10kHz~300kHz的声音信号，结合其产生的信号，利用相应的传感器，对声音进行判断，去除其中的背景噪声，借助信号放大器，完成信号的处理，采集相应的数据信息，确定声音的源头、位置以及问题情况。
此种监测技术的监测流程如图1所示。
借助这样的方式，可以找出局部放电故障位置和故障点。
同时，此种超声局放检测技术有着一定的局限性，电力电缆中，超声波传播从电缆局部放电点发射，会受到电缆护套的阻挡，其发射在空中的信号非常微弱，因此，在电缆和接头位置使用传感器是唯一有可能检测到信号的方式。
电缆材料通常采取弹性较小的有机材料，其材质能够吸引局放中产生的压力波，使得超声波在电缆中传播距离非常小，尤其是部分接头灌注有硅胶，使得更难检测到超声信号。
2.UHF超高频检测技术。
此种局放检测技术主要是借助UHF天线完成检测工作，对局部放电位置的电磁波进行检测和分析，具有灵敏度高的特点，可以借助时间差的方式，完成局放位置的定位。
第11讲电力电缆在线检测
并联电容C1 及L1是滤掉工频和将工频和直流电源隔开， 避免交流高压对直流电源的影响
测量回路L2和C2的作用也是滤去交流分量，使流经测 量装置M2的只有直流分量
当水树增加时直流叠加电流也增加。
电力电缆基本知识
聚氯乙烯绝缘电力电缆 – 聚氯乙稀树脂为基础，配以增塑剂、稳定剂、 防老剂等 – 极性材料，介损大，耐热性低，耐电强度低， 燃烧时产生有毒气体。 – 加工简单、生产率高、成本低、耐油、耐腐 蚀、化学稳定性好。
电力电缆基本知识
交联聚乙烯绝缘电力电缆（简称XLPE电缆） – 通过物理或化学方法将聚乙烯进行交联而成 –性能优良、工艺简单、安装方便、载流量大、 耐热性好； –目前在配电网、输电线中应用广泛并逐渐取 代了传统的油纸绝缘电缆，电压等级已高达 500kV. –2km-220kV线路的造价可达上亿元。
1、现场测量系统
现场中大一线和中大二线中间接头井中的 中间接头分布情况
2、现场测量的线路数
五条110kV高压XLPE电力电缆 21个中间接头（其中12个充油式中间接
头，9个预制式中间接头）
浇注式中间接头
充油中间接头
测试现场
测试现场
3、现场测量结果
一号井中大二线B相160PC
一号井中大二线A相约160PC
电力电缆基本知识
不同电缆的参数对比
XLPE
温度（正常 /短路） 绝缘电阻 （欧×米）
介电常数
介损正切
90 / 250 1014-1015
2.3 0.0006
油纸
橡皮 聚氯乙烯
75-80 / 220
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受潮对tan的影响
1
50 Hz 0,1 60 Hz
0,01
0,001 0,001
0,01
0,1 1 Frequency [Hz]
10
100
1000
10
Dry paper (< 0.5%) at different temperatures
Tan
20 C 40 C
o o o o
温度对tan的影响
偏斜度s 在4个象限中 的分布 预测树枝的 延伸发展情况 P点进入第3象限 绝缘进入危险状态
低频法 低频成分法
水树
流经电缆绝缘
的电流也含有
低频成分
根据频谱分析 频率在10 Hz , 特别在3 Hz以下.
在电缆接地线中串接入测量装臵
由测得的低频电流诊断绝缘 低频电流也是纳安级
1. 导电线芯：高导电率材料，绞线承圆形或扇形截 面。
2. 绝缘层：高电阻率材料，tg、 低而电气强度Eb 高的油浸纸、橡皮或塑料。 3. 密封护套：保护绝缘线芯免受机械、水分、化学 等的损伤，有时外部还有保护覆盖层。 4. 半导体层的作用：均匀电场，它可以克服电晕及 游离放电，使芯线与绝缘层之间有良好的过渡。
1. 电力电缆合计
100
2. XLPE电缆
3. 油纸电缆
50
交联聚乙烯电缆
XLPE， cross linked polyethylene
30余年历史
性能优良、工艺简单、安装方便 得到广泛应用
XLIE电缆的基本结构
交联聚乙烯绝缘电缆结构示意图
1、导体 2、导体屏蔽 3、交联聚乙烯绝缘 4、绝缘屏蔽 5、金属屏蔽 6、填充 7、内衬层 8、铠装层 9、外护套
电力电缆在线监测
Power cable on-line monitoring
什么是电力电缆？
架空线 电力传输通道 电力电缆
电力电缆的使用至今已有百余年历史。
1879年 爱迪生首次使用电缆实现地下输电。
1911年 德国敷设60kV高压电缆。
1913年 霍希施泰特研制成分相屏蔽电缆。
1981年 研制成1000kV的特高压电力电缆。
水树枝延伸的时间特性
36 kV级XLPE电缆交流击穿场强 与水树长度的关系
水树引起的绝缘故障发展过程
水树枝具有消失和重现的特点，有的水树枝受
热、干燥、抽真空后会消失形态，浸入热水中又会
重现。水树枝不会直接导致击穿，但会使绝缘强度
降低，促进老化作用，缩短寿命。长期逐步发展最 终将导致绝缘损坏.
直流成分电流监测
判断规则 直流成分电流 小于1 nA 绝缘良好
大于100 nA 绝缘不良
介于两者间 加强监测
直流成分电流监测
护层与地之间有化学电势Es
护层与电缆绝缘护层的绝缘电阻下降 M中将流过杂散电流 通常Es不超过 0.5 V
当护层绝缘电阻小于200500 M
1 50 Hz 0,1
60 C 80 C
60 Hz
0,01
0,001 0,001
0,01
0,1 1 Frequency [Hz]
10
100
1000
6 kV XLPE电缆交流击穿电压 与在线测得 tg 间的关系
统计分析表明 tg大于1% 绝缘不良
XLPE的 tan 标准
如果满足以下条件，电缆状态正常 : tan (2 U0) < 1.2 ‰ and [tan (2 Uo) - tan (Uo)] < 0.6 ‰ 如果发生以下情况，则电缆处于故障状态 (须立即更换） : tan (2 Uo) 2.2 ‰ or
[tan (2 Uo) - tan (Uo)] 1.0 ‰
对于 XLPE 电缆这一标准是非常重要的。
工频法 局部放电法
试验分析证明
绝缘中的电树枝达到0.5 mm时
局部放电量约100 pC 由-q、-n、q-n、或-q-n谱图 判断电缆状态
放电相位，q 放电量，n 重复率
R3之值并不参与计算
其他设备的绝缘电阻不影响测量结果
工频法 介损因数法
加于电缆的电压信号(通过电压互感器取出)
流过绝缘的电流信号(通过电流互感器取出) 通过数字化测量装臵
电缆绝缘的tg
什么是介质损耗角 ( tan ) ??
电压
电流
0 time/sec 10
2 U R 1 = 2 U C CR
直流法 直流电桥法
测量电缆绝缘电阻的电桥接线
直流电桥法
电桥平衡
Rx = (E1-V4) R2 / V4 设E1为20 V， V4为1 mV，R2为50 M Rx最大可测到100 000 M
防止直流电压对GPT的有害影响
直流电桥法
Es影响的消除
调节R4及E0
V0指示为零 其他设备的绝缘电阻与 低频叠加法
避免直流微电流测量上的困难 将7.5 Hz、20 V的低频电压 在线叠加于电缆 在电缆接地线中串接入测量装臵
绝缘电阻值
低频叠加法6 kV电缆绝缘电阻
与工频击穿电压的关系
判断规则 绝缘电阻大于1 000 M
性能良好
绝缘电阻小于1 000 M 性能下降 绝缘电阻小于400 M 电缆应立即更换
因此对电力电缆绝缘本体进行故障监测是可行 的，也是必要的。
电力电缆监测和诊断方法
直流法
工频法
低频法
复合判断法
直流法
直流成分电流监测
直流叠加法
直流电桥法
直流成分电流监测
直流成分法机理
电缆中存在水树时，类似尖板电极具有整流作用。因此 在工作电压下，电缆绝缘中将流过微小的直流电流。根据这 一电流的数值，既可判断电缆中水树的发展状况。
电树枝通常笼廓 较清晰
2. 水树枝 水浸入绝缘层，在电场作用下形成的树枝状物。 制造过程中残留在绝缘中的微水。
运行中因机械损伤水分逐渐侵入。
电场长期作用下绝缘中形成由微小的水滴及连 接它们的水丝组成的水树枝。
水树枝通常笼廓 较模糊
电场 水份 环境因素 时间
半导体层 绝缘层 内部半导体层 电缆芯
复合判断法
绝缘状态与特性参数间的统计分散性 仅用一种方法诊断绝缘 漏判和错判的可能
采用几种方法，互相配合进行复合诊断 可提高诊断的正确性
采用包含直流叠加法、tg法和局部放电法 的复合诊断 诊断的准确率高达95%以上
电缆故障的演变
早期电缆本体故障为主
近期电缆负荷过载性故障较多 目前电缆附件故障已成为重要故障原因。
杂散电流将影响诊断的可靠性
直流法 直流叠加法
借助电抗器将直流电压在线叠加于电
缆绝缘测量直流叠加电流。
直流叠加法
防止影响GPT二次输出电压
直流电压不能很高，约1050 V
直流电压不高 电缆绝缘处于交流高压作用下 真实反映绝缘的实际状况
直流叠加法
6 kV XLPE电缆
直流叠加电流
介质损耗角 tan d =
有功功率
无功功率
水树的简化等效电路
wt
R2
C2
C1
>>
R1
Paper with different moisture contents 10 W.C.= 0.18% Temperature ca. 22C Tan
W.C.= 1.52% W.C.= 2.12% W.C.= 2.60% W.C.= 3.51%
与
水树长度 的关系
直流叠加法
保证安全
L、C
调谐于50 Hz
杂散电流Es的影响 正、反向 叠加直流
电压消除
直流叠加法
判断规则 测得绝缘电阻
大于1000 M 绝缘良好
小于10 M 绝缘不良
介于两者间
加强监测
试验证明：用直流叠加法测得的绝缘电阻与停 电后加直流高压时的测试结果很相近。
导致水树发展的条件
“残留水树"
“外部浸入水树"
水树一般在电气强度较强的区域得到进一步的 发展
水树的老化过程通常较缓慢。
水树是交联聚乙烯电缆事故的主要原因，约占 事故的71%，多发生于自然劣化。
水树枝一般是从内半导电层、屏蔽层与绝缘层 界面上引发出来。若绝缘体内存有气隙或杂质， 则会在电场方向产生并加剧蝶形领结状水树枝。 这些水树枝不仅受电缆结构的影响，而且还受 半导作层性能和形状、含水率、电压等级、电 缆芯温度以及浸水条件等因素的影响。 水树枝延伸最主要的条件是高温和浸水，有时 水树枝的长度可以达到绝缘厚度的一半以上。
为什么使用电缆？
输电通道小 不受环境污染影响 使用电缆的优点 可靠性高 对人身及周围环境干扰小
特殊应用环境
制造工艺复杂 使用电缆的缺点 造价高 施工维修麻烦
电缆的种类
油纸绝缘电缆 气体绝缘电缆 塑料绝缘电缆
聚氯乙烯电缆
塑料绝缘电缆 聚乙烯电缆
XLPE（交联聚乙烯电缆）
150
铜量/1000t
1 2 3 66 70 74 78 82 86
根据现场运行经验，水树枝劣化特性如下： （l）仅发生在6kV以上的高压交联聚乙烯电缆中。
（2）从投运到破坏的时间需要数年至十几年，大多 数在10年以上。
（3）贯通绝缘体的水树枝状劣化，大部分能维持正 常工作电压以上的电压值，只有在发生脉冲电压等 异常电压时才产生破坏。
（4）环境温度高时，劣化进程加快。
电缆终端或中间接头出现放电点 电缆终端或中间接头出现过热点 电缆外护层绝缘不良导致的环流故障