高壓電纜接地電流實時監控技術

王輝+周剛+劉泊辰+張衛東+高盛

摘 要 本文主要講述了高壓電纜接地電流實時監控技術的應用，著重分析了其在高壓電纜的安全方面所起到的重要作用，并在接地電流實時監測裝置的創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。

【關鍵詞】高壓電纜 接地電流 實時監測

1 前言

在實際應用當中，交聯聚乙烯電纜廣泛應用于配電網及輸電線路當中，具有諸多優點，例如：安裝比較方便、耐熱性能較好且施工工藝簡單等，從而很快取代了原來的油紙絕緣電纜，并成為城市供電及主網架的一個重要部分。與架空線路相較而言，交聯聚乙烯電纜的敷設比較隱蔽，運行狀況及問題難以發現。為了彌補電纜的這種缺陷，本文通過實踐研究，對電纜狀況實時監測技術進行研究。

通常情況下，交聯聚乙烯電纜的設計壽命為20年左右，但是，因為電纜的敷設環境一般都在地下或是電纜溝里，這樣會嚴重影響電纜的使用壽命。因此，采用合理的高壓電力電纜實時監測系統實現對電纜狀態的實時監測，可以在很大程度上減少停電次數，并實施電纜狀態檢修。

2 電纜運行中的接地電流分析

在實際應用當中，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。對于上述電纜而言，電容若是發生變化都會導致其接地電流增大。所以，通過對電流參數的采集分析，可以實現電纜運行狀態的實時監測，從而能夠有效防止電力事故的發生。單相電纜導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C將會變大，從而導致電阻R減小，所以接地線電容電流對分布參數是較為敏感。

若是發生電纜絕緣層破損或是多點接地時就會產生環流，進而導致金屬護層發熱，從而加速電纜的老化，影響電纜的壽命。所以，通過監測電纜的接地電纜可以得到電纜外護套的全部信息。由此可知，在全部高壓電纜監測手段當中，接地電流監測是最基本的手段。

3 接地電流實時監測與其他方法的對比評價

傳統的實時監測方法有損耗因素法、局部放電法、溫度分布測量法、介損實時監測等，這些方法基本都是以電流監測為基礎的。由經濟視角分析來看，現階段的局部放電法和溫度分布測量法對實時監測系統的要求較高，成本較高，且施工維護投入的經濟成本也較高。對于固體材料而言，其劣化損壞過程是一個非逆轉過程。在劣化的過程當中，電纜主絕緣當中流過的電容電流會逐漸增加，這會增大接地電流，而這一結論也通過加速劣化試驗得以證明，此試驗也證明了接地線電流增量與交流擊穿電壓是相關的。通過實時接地電流監測，可以排除一些與劣化信息不相關的信號，并從接地線電流當中提取涵蓋電纜絕緣劣化的容性電流變化、局部放電信號以及泄漏電流變化等的信息，進而可以借此來對絕緣的劣化狀況進行評估。

4 接地電流實時監測裝置應用開發思路

現階段，接地電流的監測方法已經趨于成熟，在設置接地電流實時監測裝置的時候，通常會在電纜的中間連接處以及兩個終端的地方安裝精度較高的電流互感器，并借助這個電流互感器進行采樣，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使其接地電流在故障或者老化之后有著不同的特點，開發一系列新型的實時分析裝置是非常必要的。同時，可以借助一些較為成熟的無線網絡傳輸技術，開發智能分析系統裝置無線傳輸功能和相關的軟件，從而可以將電纜的故障信息及時傳送到運行人員的智能手機終端，并保證運行人員不再受限于對電纜的運行狀況的空間跟蹤，還可以使他們利用手機隨時觀察電纜的實時數據及歷史數據等信息。

5 結論

本文對電纜運行中的接地電流進行了分析，總結對比了不同電纜實時監測系統的應用，進而為專業人員提供相關的資料，使他們可以對接地電流實時檢測方法進行更加深入的研究。此外，本文在接地電流實時監測裝置的創新方面提出了新的思路，有利于對高壓電纜接地電流實時監測技術的研究。

參考文獻

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作者簡介

王輝（1973-），男。大學本科學歷?，F為淄博供電公司高級工程師，從事電力電纜技術方向的研究。

作者單位

淄博供電公司 山東省淄博市 255000