电缆在线监测研究通用技术规范

随着城市化发展，城市总用电量在不断增加，根据中国统计局统计结果，2005—2013年中国总发电量和城市面积。为满足电力系统输配电需求以及电网长距离、大容量的输电线路广泛采用电力电缆。电缆在线监测公司以武汉为例，1995—2015年武汉市高压电缆的安装长度已经超过610 km，如图2所示。交联聚乙烯（XLPE）电缆以其结构简单、敷设容易、负载能力强等优点在输配电网中的地位不断增加，以满足日益增长的用电的需求。

但XLPE电缆绝缘依然受到电、热、化学、环境应力等的影响而导致绝缘故障。对于我国20世纪80年代之后大量投入运行的电缆，投运时间有的已经超过20年，开始进入电力电缆故障“浴盆曲线”的中晚期，因此对电缆绝缘状况的研究尤为必要。

提出交叉互联电缆系统中的各段较小交叉互联段电缆的泄漏电流的在线分离法。该方法基于安装在各较小交叉互联段两端护层引出线上的电流传感器测量电流，通过同步采样，获取护层回路中的电流波形，通过泄漏电流分离法，各交叉互联较小段的泄漏电流。

提出交叉互联电缆相间泄漏电流比较的方法。由于电缆线路中很难直接获取电缆接头或终端的电压信号，因此，该方法避免了电压信号的获取，而通过相间泄漏电流的比较，从而确定相对相对老化程度，实现老化段电缆的定位。

解决的问题：为了满足高压单芯XLPE电缆的传输距离和传输容量要求，通常采用交叉互联连接方式来减少感应电压和环流。在实际交叉互联电缆系统中，金属护层通过中间接头引出线（同轴电缆）连接到交叉互联连接箱，线路两端金属护层引出线通过接地箱接地。

由于采用交叉互联的连接方式，所以护层电流中包含交叉互联各小段电缆的泄漏电流以及3段长度不同时感应电压所产生的环流。另一方面，由于中间接头引出线采用的是同轴电缆，其芯线和护层分别连接接头两端高压电缆的金属护层，所以电流传感器在同轴电缆上测量的电流信号是2个不同护层回路的电流矢量叠加信号。这2个方面的问题给泄漏电流的分离提出很大挑战。XLPE绝缘在正常情况下的介质损耗角一般为0.001°，电压和电流信号的同步要求是2个测量点的时间误差要控制在μs级。对于城市电缆线路多采用直埋、管道、电缆沟和隧道方式，无法直接获取接头处的电压信号，从变电站中获取电压信号，同步时间误差及可靠性都成为该方法不宜推广的原因。

意义：实现了交叉互联电缆系统对每一段电缆绝缘的在线监测，减少了停运检修的维护成本，增加了电缆运行的可靠性，对电缆运行状态可以实时监测，为研究交叉互联电缆系统的故障诊断提供了重要状态参数奠定了基础。

这里提出的泄漏电流分离法可在采用同轴电缆的交叉互联电缆系统中实现泄漏电流的分离。给出了交叉互联电缆系统的在线监测新途径。对传统介损监测方法进行了改进，通过三相泄漏电流矢量差对电缆的相间介损变化进行了监测，提出了相对老化程度判断依据和标准。以武汉某电缆隧道交叉互联电缆的实测数据为例，监测结果表明该段交叉互联电缆系统并相间泄漏电流相对变化≤1%，无明显老化异常，与该线路环流和局部放电在线监测结果相符。

“高压交流电缆在线监测系统通用技术规范”获国家能源局批准发布。据悉，该规范由国网天津电科院牵头组织编写，并于2016年6月1日起开始实施。

高度重视科技成果的积累和标准化工作依托“电力电缆运行及检测技术”国网级实验室，组织专家力量和合作单位，总结提炼科技项目“高压交流电缆线路检测与在线监测技术研究”的研究成果，电缆在线监测系统经过大量工程实践、技术交流和创新，历时一年时间编制完成该高压电缆领域行业标准，为抢占技术高地完成更多电力行业标准制定奠定坚实基础。