電力電纜在線測溫及載流量監(jiān)測的研究進(jìn)展與應(yīng)用

隨著電網(wǎng)改造的實(shí)施，尤其是城網(wǎng)改造和建設(shè)的不斷深入．電力電纜的使用量大幅度增加．城市中心地區(qū)的地下電纜化率不斷提高，這導(dǎo)致電力電纜的運(yùn)行管理、監(jiān)測維護(hù)工作變得越來越重要。而T作量也顯著增加。運(yùn)行溫度是電纜的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)電纜在額定負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，線芯溫度達(dá)到允許值。電纜一旦過負(fù)荷，線芯溫度將急劇上升，加速絕緣老化，甚至發(fā)生熱擊穿。例如，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜的工作溫度超過允許值的8％時(shí)，其壽命將減半；如果超過15％，電纜壽命將只剩下1／4t”。所以，必須對電纜的運(yùn)行溫度進(jìn)行控制，這就要求電力運(yùn)行部門對電纜的實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)度。在電力電纜的選型和敷設(shè)階段，由于不可能對實(shí)際運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行全面的考慮，通常都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度進(jìn)行的，這樣將導(dǎo)致電纜在環(huán)境溫度高時(shí)運(yùn)行于過熱狀態(tài)，減少運(yùn)行壽命。實(shí)際工作時(shí)為了避免出現(xiàn)這種情況．通過適當(dāng)保留負(fù)載能力的方法來解決，但這卻使得電纜的使用不經(jīng)濟(jì)。因此，如果能夠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境，實(shí)時(shí)地對電纜的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)度和調(diào)整，不僅能夠保證電纜的運(yùn)行安全．使其帶負(fù)荷能力得到充分發(fā)揮，而且在有些情況下還可以解決電力調(diào)度中緊急狀況下的電力供應(yīng)問題。

因此．無論從電力電纜自身安全運(yùn)行角度，還是從電力系統(tǒng)調(diào)度需要的角度出發(fā)，都要求對電力電纜的負(fù)荷能力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。這通過對電纜溫度的在線監(jiān)測來完成。

1相關(guān)硬件配置

1．1溫度傳感器或熱電偶

傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)是將溫度傳感器(如光纖布拉格光柵)或熱電偶置于線路中易發(fā)生故障的地方．如電纜終端和中間接頭，或電纜的局部熱區(qū)，來監(jiān)測這些部位的溫度。這種方法投資小，操作簡單，但精度較差。并且只能獲得線路的局部溫度舊】。

1．2紅外熱緣儀

近年來，有學(xué)者提I葉J了利用紅外熱像儀拍攝電纜表面的熱圖像．從而對電纜表面溫度進(jìn)行測量的方法，對線芯溫度進(jìn)行反演計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對電纜線j漆溫度非接觸式、實(shí)時(shí)可見的在線診斷。這種方法雖然突破了傳統(tǒng)的接觸式檢測技術(shù)的局限性，但對于很長的電纜線路，尤其是復(fù)雜的地下敷設(shè)情況，并不適用。

1．3感溫光纖

如果將感溫光纖沿電纜線路敷設(shè)(如圖1所示)，或?qū)⑵浣壴陔娎|外護(hù)套上，則可以監(jiān)測整個(gè)線路的溫度情況．從而獲得整條電纜線路的溫度信息。這種方法容易實(shí)現(xiàn)長距離大范同多點(diǎn)的溫度測量，且測溫精度高，安裝使用也較為方便。但由于光纖測量的是電纜表面溫度．需要在建立電纜表面溫度與線芯溫度對應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，才能獲得線芯溫度。受環(huán)境因素影響，實(shí)時(shí)性較差，推算出來的線芯溫度存在一定誤差M。