【摘 要】绝缘老化、外力破坏、运行环境变化等因素都有可能会影响高压电缆线路的安全运行，传统的高压电缆线路运行维护管理模式已经无法适应新时期电力发展的需求，需要进一步改革、创新。本文主要结合某地区高压电缆线路运行情况分析，提出综合监控高压电缆线路的运行环境参量以及运行参量的想法，建立一套综合监控高压电缆线路的监控系统，从而可以对电缆运行状态进行实时监控。
【关键词】高压电缆线路；安全运行；监控系统
近年来随着我国电力行业的快速发展，高压电缆线路的数量越来越多，高压电缆线路在整个国家输电网系统中占有极其重要的地位，因此确保高压电缆线路的高效、安全、稳定运行显得尤为重要和必要。然而传统的高压电缆线路运行管理主要采用的是人工操作模式，这种管理方式通常需要投入大量的物力、人力，工作效率低下，并不能及时、有效的发现高压电缆线路运行过程中的隐患、缺陷，导致高压电缆线路受损。因此，传统的高压电缆线路运行管理并不满足经济性、高效性、安全性等原则，也无法适应新时期电力发展的要求，我们应尽快研究出一种高效、经济的电缆线路安全运行监控技术。
1 高压电缆线路安全运行的影响因素分析
本次研究的地区高压电缆线路的敷设方式以电缆隧道、电缆沟为主。就该地区高压电缆线路运行情况分析，运行过程中的安全隐患主要体现在以下几点：
1.1 绝缘老化
在较强的电场下，电力电缆由于内部局部缺陷、潮湿环境等因素的影响会在绝缘体内部形成水树。水树老化、电老化是导致电缆老化的主要原因，在电场作用下，尤其是在经过电压冲击过程中，电缆气隙会放电，进而慢慢形成电树。水浸入后由于电场、水分、内部缺陷等各方面原因长期的相互作用，会慢慢损耗整电缆的介质。如果电缆水树枝顶端场强达到某种程度，水树也会慢慢形成电树枝，同时也会发生局部放电现象。一旦电缆中形成了电树枝，在较短的时间内，电缆就会被击穿。其次，由于一般情况下都是在现场安装电缆附件，因此人为因素可能会有很多隐患和缺陷，在过电压、运行电压长期运行过程中，这些隐患和缺陷会导致电缆局部放电，最终会使绝缘老化而被击穿。电缆绝缘老化的基本机理：
图1 电缆绝缘老化的基本机理
外力破坏的情况较多，施工操作的影响，人为偷盗相关的附属设施，包括电缆本体、电缆井盖、电缆接地线、交叉互联接地箱、回流线等。近年来，电缆线路由于各种外力破坏受到的威胁日益严重，已经成为影响高压电缆线路安全、高效运行的主要因素之一。就A地区而言，电业局在2013年关于电缆外力破坏事件就有18起，其中有3起是由于施工操作所致，另外有15起是由于电缆接地线造到偷窃所致。
1.3 运行环境变化的影响
高压电缆线路运行环境变化主要指电缆以及电缆附属设施敷设环境、散热环境变化。A地区的地下水位比较高，电缆和电缆接头普遍浸在水里。一旦在大太阳的情况下，经过太阳直射，电缆沟、电缆中间接头工井的散热情况较差。
2 关于高压电缆线路运行的综合监控参量
2.1 电缆线路运行环境
如果敷设环境有所不同，环境参量也会有所差异。电缆线路隧道敷设的环境参数监测内容主要包括以下几点：①水位监测。要求100%准确，主要是为了能够及时发现隧道排水系统在运行过程中的缺陷，避免水淹没电缆隧道。②监测隧道出入口、井盖的开合状态。要求测量100%准确。主要是为了避免闲杂人等误闯入隧道，而且隧道的一切作业都必须经过检修人员和施工人员的允许。③环境温度检测。测量精度应在1℃，主要是为了及时发现一切外部热源的侵入，避免隧道内环境温度过高，从而使电缆输送容量受到影响。④有害气体及空气含量监测。主要是为了确保电缆隧道操作人员的人身安全。⑤智能视频监测。采用智能监控技术监测隧道地势最地区、中间接头区等重要部位，这样可以直接观察到施工现场的一切动态。
2.2 电缆线路运行参量
电缆线路运行维护人员应主要监测以下几个方面的参量，①运行电流。主要是为了实时监测电缆运行负荷，避免出现过负荷。运行电流参数和电缆表面运行温度有直接的联系。②电缆局部放电监测。主要是为了能够及时发现电缆接头的缺陷以及电缆线路本体的缺陷。③电缆及其附属附件的表面温度监测。主要是对电缆表面温度进行监测，准确计算电缆线芯的温度，避免电缆线路运行处于过负荷状态。在沟盖板被打开、外部热源侵入等电缆敷设环境发生变化的情况下，对电缆表面温度进行监测，可以及时发现这些变化。④金属护层电流监测。主要是对金属护层电流进行监测，从而准确判断电缆护层接地系统运行情况、电缆护层绝缘状况。
3 高压电缆线路综合监控系统的研究及构建
3.1 高压电缆线路综合监控系统结构
笔者认为，新时期下，应建立一套高压电缆线路综合监控系统，不仅可以有效监测电缆线路的运行电气参数，也可以有效监测电缆线路环境变化参数，进而实时了解、掌握电缆线路的动态运行情况，及时发现电缆运行过程中的缺陷和安全隐患，为电缆运行维护人员提供有力的检修及维护依据。具体而言，整个综合监控系统应包括一个集中监控平台，以及5个应用子系统。具体系统结构图如图2所示。
图2 高压电缆线路综合监控系统
其中集中监控平台主要是指电缆运行综合监控平台，可以进行多状态、多级远程实时监控，全面采集相关数据，实时显示电缆隧道以及电力线路的数据状态。而5个子系统包括：①隧道应急通信系统。可以采用隧道广播、语音通讯的方式，使隧道内人员和巡检人员、监控站内人员进行实时沟通、交流。②隧道环境综合在线监控系统。主要是监测照明、风机、隧道环境温度、有害气体、水位等情况。③隧道人孔井盖监控系统。可以实时采集隧道人孔井盖的状态，合理预测电缆本身以及电缆头的故障趋势，指导可能会发生
电缆故障的部位，方便运行维护人员及时检修，以防发生重大事故。④电缆运行监测系统。主要包括监测局部放电、电缆表面温度、电缆护层电流、运行电流等。可以了解整个电缆线路运行状况，及时发现故障，及时维修。⑤隧道视频监控系统。可以和外界保持畅通的联系，也可以对隧道内的巡检、施工进行监督，提供一定的支持。
3.2 综合监控系统的主要功能及运行情况
该综合监控系统采用诊断模型，可以结合各项监测数据实时诊断电缆隧道内的每一条电缆线路运行状态，并且提供相应的处理意见。同时该系统采用的是多用户软件服务器监控软件，也即是指所有变电站都共同使用一个服务器进行监控，这样可以将运行维护硬件投入、电缆运行维护成本控制在最低限度。其次，可以有机组合远程控制、短信接口、语音接口、报警管理等多个模块为用户提供针对性强、个性化的监控业务。在被检测的设备检测出异常时可以对其实施实时跟踪报警。
A地区高压电缆线路设施综合运行监控系统管理后，整个系统运行相对较为稳定，并没有发生重大安全事故。
4 结语
电缆隧道监控是确保高压电缆线路正常、有效运行的主要措施，鉴于传统运行维护管理的弊端，电网企业应建立一套综合监控系统，全面、在线、实时监控电缆运行的动态变化，及时有效发现故障，及时处理，保证高压电缆线路能够安全、高效运行。
参考文献：
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