浅谈电缆外护套在线监测

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摘要:随着经济的发展和城市化建设的需要,电力电缆在输网中运用越来越普及,现浅谈电缆外护套在线监测的意义和原理。

Abstract: With economic development and urbanization construction,electric power cable is more and more popular in transmission networks,now the significance and principle of protective coverings for electric cables are discussed.

关键词:电缆外护套;在线监测;原理

Key words: cable sheath;online monitoring;principle

中图分类号:TM24 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)12-0217-01

0引言

随着经济的发展和城市化建设的需要,电力电缆在输网中运用越来越普及,截止2010年4月30日,我部管理运行的110千伏及220千伏电力电缆有190回,合计411.5km,110千伏及以上电压等级的XLPE电力电缆为单芯电缆,外护套绝缘厚度仅有5mm左右,在运输、安装及运行过程中一直是薄弱环节,容易遭受损坏,在南方潮湿的运行环境中也时常遭受白蚁咬噬及化学腐蚀。作为电缆安全运行的重要指标之一,电缆运行部门需要不定期对电缆外护套接地电流进行检测以保证电缆安全运行。

1电缆外护套接地电流在线监测的意义

1.1 高压电力电缆外护套需要至少有一处良好的接地,无论是单端接地还是交叉互联接地系统,单芯电缆中电流在线芯中流过时在其金属外护套两端都会产生感应电压,为保证人生和设备的安全,需采取合适的接地措施,使电缆金属护套上任一点的感应电压不超过100伏。

1.1.1 在单芯电缆线路不太长的情况下,电缆外护套通常采用一端直接接地,另一端通过保护器接地,当电缆线芯通过负荷电流时,在外护套上产生感应电势,由于护套单点接地,没有形成闭合回路,不形成环流。

1.1.2 当电缆线路较长时,电缆外护套采用交叉互联接地方式,各段金属护套产生的电势幅值基本相等,电缆线路两端直接接地点电位差接近为零,因此,金属护套上基本不存在环流。

但当单芯电缆在发生两点或者多点接地时金属护套中就会出现环流,环流大小与电缆长度及负荷电流大小有关,环流损耗将使金属护套发热,在增加电能损耗、影响电缆线路输送容量的同时将可能破坏电缆的主绝缘,威胁电缆安全运行。因此,通过监测电缆接地电流来监测电缆外护套的绝缘情况,便于运行人员在早期发现故障点,取得最大故障处理时间。

1.2 传统的电缆接地电流检测方式是利用钳型电流表进行现场测量,往往安排在周期巡视中同步进行,该方式存在较大的局限性,需要巡视人员现场揭开盖板或者攀爬铁塔等进行测量、记录并在巡视后进行数据录入、分析、统计等工作,不仅费时、费力,不利于工作效率的提高,而且周期性的巡视并不能及时发现电缆外护套缺陷,可能导致存在缺陷的电缆一直在较大护套环流下运行,使电缆缺陷持续扩大,影响电缆输送容量甚至对绝缘造成损坏。

1.3 电缆外护套预试目前是按照三年一次的预试周期进行,通常在检测到电缆外护套发生缺陷后才制定检修计划,运用电缆外护套检测在线监测系统后,可以以电缆实际运行参数为依据,对电缆线路进行设备评级,制定电缆外护套预试计划,改变以时间为基准的预防性检修为状态检修,使设备尽可能长时间地处于运行状态,做到不需要检修时不检修,该检修时再检修,既减少停电次数,提高供电可靠性,也便于提早制定检修计划,同时,减少检修费用,降低运行维护人员的劳动强度。

1.4 通过实时对外护套电流的监测和报警还能及时发现由于电缆终端塔或者中间接头接地线被偷盗而引起的电缆缺陷。在本市,电缆终端塔多位于山区或者非繁华地段,容易被不法分子破坏电力设施,从2004年至今每年都发生多起终端站、塔以及中间井接地线被偷盗事故,给电缆造成严重安全隐患,运用电缆外护套检测在线监测系统可对偷盗多发点在采取多种防止偷盗措施后对电缆线路实时监控,及时发现缺陷,便于尽快消除安全隐患。

1.5 电缆外护套检测在线监测系统中安装的温度监测装置,可以对电缆中间进行在线测温,运行人员通过电缆表面温度的异常变化实现对电缆外护套缺陷的及时掌控;同时,由于电缆表面温度反映电缆的荷载能力,可以通过对电缆温度的运行情况的了解,充分利用电能载荷的裕量,让电缆在安全的范围内实现最大负荷,提高电缆的经济运行。

2原理

电力电缆在线监测系统由控制中心的数据管理中心服务器和安装在现场的数据采集终端组成。数据采集终端由外护套在线监测单元、电缆表面温度监测单元、运行电流监测单元、GPRS远程传输单元、高压感应取电单元等组成。通过安装在电缆接地箱检修井内的数据采集终端对电缆接地电流、电缆表面温度和负荷电流等单元的数据现场收集并发送到数据管理中心服务器,数据管理中心服务器对采集的各数据进行后台分析、统计,对故障电缆进行实时报警,运行管理人员在办公室里通过浏览器就可以实现足不出户而对运行电缆的各项状态参数进行实时监测。

3电力电缆在线监测系统在我局的运用

我部由2009年开始至今陆续对4回110千伏及4回220千伏电缆安装了电力电缆在线监测系统,通过几个月的运行监测,在线监测系统运行稳定,软件定位准确,事件记录完备,整个系统未出现故障或设备异常,监测到的外护套接地电流、负荷电流、电缆接头温度与实测值相符,测量精度与响应时间都在技术指标规定范围内,无数据丢失,达到了预期的效果。

随着电力电缆在线监测系统的开展,将不断提高电缆在线监测的整体水平,对实现电缆的状态检修,提高电缆安全运行系数具有深远意义。