电网配电电缆运行状态在线监测系统研究与应用

周宁

关键词：综合监测系统;配电电缆线路;运行监测;故障定位

1.电缆运行状态在线监测系统概述

国内许多厂家在电缆故障在线监测方面做了许多尝试。我们熟悉的是基于GPRS和网络技术的远程数据采集与监测方法。本系统采用GPRS无线通信技术，实现了现场数据采集和网络连接。并且实时向服务器发送所收集的信息。应用ASP设计系统软件，NET被构建在B/S模式的LAN中。在远程计算机上，通过浏览器访问Web服务器，不仅可以实现监控数据的实时浏览，还可以实现历史数据的查询等功能。虽然此法对电缆线路的运行检验起到了一定的辅助作用，但尚未突破服务模式，技术水平还比较低，许多问题亟待解决。首先，以上基于GPRS和网络技术的监测系统只能对分散的配电线路数据进行监测，缺乏将配网线路与设备相关联的能力，即缺乏大规模配电网线路和设备。第二，从这些远距离配网线路和设备上获得的数据都是极其复杂的数据。除硬件系统要求较高外，更需要处理软件的设计与实现;尤其要与各种设备和数据兼容，要统一通信协议和数据库标准，加强数据共享能力，避免重复建设和浪费。

2.电缆在线监测系统的构成及作用

2.1光纤分布式温度测量系统

电力电缆的安全运行是供电系统可靠运行的关键。无论电缆长期超负荷，电缆结构失效，绝缘层老化，或外护套损坏，高温都是其标志之一。作为光纤温度测量系统的主体，分布式光纖测温机承担了整个系统的信号采集、信号处理、数据分析、超温报警、网络传输等功能;利用拉曼散射、OTDR等技术实现温度监测与定位。该装置能准确地检测到电缆沿线各测点的温度，实时在线，精度高，本质安全，无电磁干扰。

2.2循环鞘监测系统

电缆的重要部件是金属层。电通过电缆芯线时，在金属保护层上形成环流。外护套绝缘不良、接地不良、金属护套接地不当等都会导致护套循环异常，对安全使用电缆构成严重威胁。缆索金属护套的异常循环会造成各种危害，例如引起电缆绝缘局部高温损失和发热，加速绝缘老化，缩短电缆寿命等，严重时可能引起直接击穿和接地故障，护套损坏并多次接地，直接影响流量，造成大功率损耗;护套循环监测系统可实时监控电缆金属护套接地电流，当接地电流异常时，保护电力电缆安全运行。钢丝绳循环监控单元主要由电流互感器、采集装置、工控机及护套循环监控软件组成。

2.3线路故障定位系统

光纤电缆故障测距系统是一种对工作电压绝缘状态的监测系统，能真实地反映其绝缘水平。系统根据大量数据和数模分析标准，判断绝缘状态的变化趋势，从变化趋势中寻找危险迹象，综合判断检测结果以及电缆运行状态，利用通信技术提供实时信息。事先向维修人员汇报，实现计划维修，避免扩大事故范围和不必要的经济损失。它集电力电缆在线监测和早期故障定位指示为一体，预警精度高，产品性能可靠。操作者可根据预警提示和故障点指示提前进行维修计划，避免突发电缆故障造成进一步损失，提高供电可靠性。

2.4终端塔视频监控系统

终端塔视频监控系统能够可对电缆终端塔（现场）的重要设备和基础设施进行全方位图像监控，使监控中心工作人员能清楚地了电缆终端塔（场）的实际情况，并能及时、安全、远程监控终端场。该系统是在现场安装室外摄像机，将视频信号通过光端机传送到光缆终端现场的光纤交换机。光纤交换机通过管道通信光纤2芯通道构成光纤环网，通过光端机将信号传送到硬盘录像机NVR。即时视频信号及历史回放

3.利用综合监测系统解决配电电缆线路运行监测及故障定位的方法

3.1综合监测系统的使

配电网中电缆上安多台监测设备，构成一个综合监测系统。在综合监测系统中，配电电缆上的数据采集终端将对不间断地配电电缆运行参数，对进行实时处理和保存参数存储数据，将数据采集终端打包，根据完成设置与调整。此外，综合监测系统要实现对配电电缆的综合监控，还需要在配电电缆的适当位置安装传感器，并在配电线路上为监测设备配置各种传感器和触控开关。而不同类型数据的检测监测系统根据监测的具体要求，采用视频方式对监测和控系统进行监控配置各种传感器。特别需要注意的是，安装各种设备时，应采用等电位安装，以避免运行组带的电缆的电磁干扰。

3.2监测线路运行情况

在利用综合监测系统对配电电缆进行监测的过程中，还要加强对带有重要用户的电缆线路的监测。对于这一类的电路可以采用分布式光纤温度传感器，这种具有测量距离远、抗干扰性强、空间定位精度高、传输能力强等特点，可实现对配电线的实时监测。实践中，首先要将测温光纤贴在光纤表面，得到配电电缆的表层数据后，光纤将其内部的电荷进行描述，在此基础上对其表面温度的变化进行分析，从而得到配电电缆表面温度的变化规律。再通过光纤对配电电缆进行计算，实现配电电缆的实时监控。目前，这种监测方式在配电网运行监控中得到了广泛的应用，这种监测方式能够记录到线路运行任意时刻的数值，并将数据自动存入计算机。另外，通过设置多个报警点，装置可根据环境和温度对报警点进行修改，实现过热预警，帮助员工及时处理可能存在的隐患。

3.3查找线路故障

对线路故障进行定位，首先设置通信终端，用CT出线供电。故障报警能器帮助故障指示器接收报警信息和监测信息，并向监控中心发送信息。监测中心通过对数据的分，使得电缆组可以接受和管理数据，并确故障。在系统中显示出所发故障，为线路的维护与维修提供了科学依据。并能系统根据需要将配电电缆的运行数据和故障信息传送到GIS中，从而以配电网的合理管理。

4.结束语

综上所述，有线输电线路在线监测系统的设计突破了传统人工巡检、巡检方式的弊端，使其电力运行安全、可靠、稳定。输变电线路在线监测系统能够实时监测输电线路的运行情况，及时发现并排除电路故障，对提高供电质量，促进电力系统的发展具有重要的现实意义。

参考文献

[1]常彦.我国商业建筑智能化集成系统及其节能效益研究[D].西南交通大学，2016.