电力电缆发热的在线监测技术
电力设备的在线监测与故障诊断
超声一体化气室+膜渗透平衡脱气
气敏传感器
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2 单一色谱柱，单一传感器
空气做载气（部分型号）
TRANSFIX
英国Kelman 凯尔曼
动态顶空平衡
光声光谱技术（PAS）
H2,CO,CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO2,O2,八种气体加水分
机械振动监测
高压导体、触头温度监测
①母线电流 ②磁场 ③组件。a 温度传感器， b 感应线圈，c 电子线路 ④红外发光二极管 ⑤红外光接收器 ⑥温度信息接收器
主要问题：绝缘、供电 方法：无线（射频、红外）、光纤
高压开关柜局部放电的监测
暂态地电压（Transient Earth Voltages，TEV） 声发射（AE）
绕组变形
变压器的在线监测
在电场的作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿。
在绝缘结构中局部场强集中的部位，出现局部缺陷时，将导致局部放电。
变压器局部放电监测
局部放电监测的意义
刷形树枝 丛林状树枝
局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的主要原因。这是一个“日积月累”的过程，可谓“冰冻三尺非一日之寒”。
宽带脉冲电流法局部放电监测
宽带脉冲电流法局部放电监测
常规局放测量的相位谱图不能分离噪声与信号，不能分离不同种类的信号，从而不能准确识别放电类型。
宽带脉冲电流法局部放电监测
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局放A
基于脉冲信号分离分类技术的局放检测则可根据信号特征将每一类局放的相位谱图分离出来
电缆接头温度在线实时监测实验
工学
2013 年 4 月至 2014 年 3 月
联系电话 13163293850 13886027675 13212747032 13163295158 13163297703
E-mail 657608051@ 1144920309@ 476306186@ 465267203@ 905317065@
项目所属一级学科 起止时 申请经费 1500 元 间 姓 名 学 号 院（系） 、专 业 2011302540024 2011302540095 2011302540072 2011302540079 2011302540083 电气工程 学院 电气工程 学院 电气工程 学院 电气工程 学院 电气工程 学院
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3 、研究趋势： 基于目前国内外电缆温度检测方法普遍存在的铺设难、成本高、维护困难的问题；以 及对于分布式传感器则多采用蓄电池供电，影响了使用寿命；同时大都只是监测了易过热 点温度，并未监测很大程度影响温度变化的电流值、环境温度，不利于准确判断发热原因、 评估电缆接头运行状况；其次有些方法需要运行人员到现场巡检，不能实现远程监测，不 能实现电力系统监测自动化、信息网络化等一系列要求。研制一套基于无线通讯技术的电 缆接头温度远程在线实时监测与故障分析系统，是电力系统高压设备发热监测的必然发展 趋势，对于提高城市供电电缆运行安全性与城市供电水平有着重要的现实意义。 4 、参考文献： (1) 樊会丛 .新型电缆接头温度监测系统——系统电源设计与实现[D]. 北京：华北电力大 学，2006. (2) 陈慧斌.新型电缆接头温度监测系统——客户端软件设计与实现[D].北京：华北电力大 学，2006. (3) 虢红霞 . 基 于光纤 光栅 的电 力电 缆温度 在线 监测 系统研 究 [D]. 武汉 ：武 汉理工大 学,2010. (4) 樊冰.电缆接头温度监测系统终端装臵的设计与实现[D].北京：华北电力大学，2006. (5) 姜芸，闵虹，夏荣，等．高压交联电缆接头局部放电的电容耦合法检测机分析[J]．高 电压技术，2010,36(8)：2005~2011. (6) 牛海清，周鑫，王晓兵,等 .外皮温度监测的单芯电缆暂态温度计算与试验[J].高电压 技术,2009,35(9)：2138-2143. (7) 常炜.新型电缆接头温度监测系统——服务器端软件设计与实现[D].北京：华北电力大 学，2006. (8) 徐元哲，王乐天，刘雪冬，李波 . 电力电缆接头测温系统的设计 [J]. 高电压技术， 2009,35(12):2977~2982. (9) 周鑫.单芯电力电缆导体温度计算及试验研究[D].广州：华南理工大学，2010. (10) 刘 毅 刚 , 罗 俊 华 . 电 缆 导 体 温 度 实 时 计 算 的 数 学 方 法 [J]. 高 电 压 技
在线监测的原理及方法
高压设备绝缘在线监测原理及方法目录第一章概述 (3)1.1高压电气设备绝缘在线（带电）监测目的和意义 (3)1.2带电测试、在线监测项目与预防性试验规程的对比 (4)1.3 输变电设备在线监测的技术要求 (7)第2章电气设备油中溶解气体监测原理及方法 (9)2.1变压器油中溶解气体在线监测的油气分离技术原理 (9)2.1.1真空脱气法 (9)2.1.2振荡脱气法 (10)2.1.3高分子平板膜脱气法 (10)2.1.4动态顶空脱气（吹扫－捕集） (11)2.1.5中空纤维膜脱气 (12)2.2混合气体分离技术 (13)2.3变压器油中溶解气体在线监测的气体检测技术原理 (13)2.4 典型装置及应用实例 (15)2.5 以油中特征气体法诊断故障的方法及应用 (17)2.6 油中特征气体组分比值诊断方法 (18)第3章变压器局部放电在线监测原理及方法 (21)3.1 脉冲电流法 (21)3.2 超声法 (22)3.3 超高频法 (24)3.4 局部放电监测抗干扰技术 (27)3.5 典型应用实例 (27)第4章变压器套管（容性）设备绝缘在线监测 (29)4.1 电容性设备绝缘结构及绝缘参数 (29)4.2 电容性设备在线监测的基本原理及方法 (29)4.2.1 过零比较法（相位差法） (29)4.2.2 谐波分析法 (30)4.2.3小波分析法 (31)4.2.4相对差法 (31)4.3 介损监测的稳定性分析 (31)4.4 典型应用实例 (32)第一章概述1.1高压电气设备绝缘在线（带电）监测目的和意义随着电网的不断扩大，电网故障的影响面也将不断增大。
输变电设备是构成电力网的基本要素（元件），也是构成电力网事故的主要源头。
部分运行时间较长的设备，因外部环境、制造中留下的缺陷、运行中的电、热、机械力等应力长期作用，其绝缘强度不断下降，产生的潜伏性故障发展到一定程度，必将引起设备故障并有可能扩大为电力网事故。
长距离三相电力电缆绝缘在线监测方法
长距离三相电力电缆绝缘在线监测方法摘要：长距离的电力电缆的金属护层都会进行交叉互联，目的是降低电缆的金属护层中的感应电压，这种接线方式具有接地回路环流小、经济安全等优点，但由于无法对流经各段电缆主绝缘的电流直接测量给其绝缘的在线监测技术带来了很大的困难。
对于长距离的电力电缆，金属护层都是交叉互联的，并且长距离电缆线芯的电阻和残余电感都不等于零，电缆中的负载电流便会在电缆的线芯电阻和残余电感上形成电压降，导致电缆两端的对地电压出现比较大的差异，而且这种差异还会随着电缆负载电流的变化而变化。
在这种情况下，选取电缆位置对地电压作为基准相量进行电缆绝缘tanδ在线监测时，测量结果将会是不相同的，并且监测结果还会随电缆负载电流的变化而变化，这就给长距离电缆绝缘tanδ在线监测及绝缘状态评估带来了困惑。
鉴于目前金属护层交叉互联下电缆绝缘的在线监测一直没有找到合适的方法，该方法不仅实现了交叉互联方式下电缆绝缘的在线监测，而且给出了长距离电缆线芯存在电压降时参考电压的选取方法，通过仿真可以证明该方法的有效性。
关键词：长距离三相；电力电缆绝缘；线监测长距离电力电缆存在金属护层交叉互联和负载电流造成电压降的问题，因而与短距离电力电缆绝缘的在线监测存在很多不同。
根据长距离电缆金属护层交叉互联的结构特点，基于长距离电缆绝缘介质损耗因数（tan）在线监测技术，长距离电缆故障定位技术及长距离电缆护套绝缘在线监测技术。
一、长距离电缆绝缘在线监测存在的问题1、电缆金属护层交叉互联的影响。
对高电压长距离电缆金属护层交叉互联方式，通过电缆两端接地线上测量的电流并不是流过电缆主绝缘的电流，而是流过三相电缆主绝缘的电流的叠加之和，并且该值几乎为零，这种互联方式使得无法对流过电缆主绝缘的电流进行测量，也就无法对电缆绝缘电阻、tanδ 值等参数进行测量，从而无法实现对高电压长距离电缆绝缘的在线监测。
同时，对于较低电压等级的长距离电缆绝缘在线监测中，由于三相电缆的金属护层在电缆的整个长度范围内始终完全相连，无法对电缆的绝缘进行分相监测，也是无法对流过每相电缆绝缘的电流进行测量，从而无法实施对每相电缆绝缘的监测。
高压电缆局放在线监测系统(亿森)
高压电缆局放在线监测系统设计方案福州亿森电力设备设备有限公司2016年9月摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。
局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。
关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法0引言随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。
电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。
其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。
绝缘层将线芯与外界电气上隔离。
屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。
保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏[1]。
电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。
按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。
其中油纸绝缘电缆应用历史最长。
它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。
主要缺点是敷设受落差限制。
塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。
橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。
我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。
XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。
在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。
电力电缆外护套的故障定位及监测技术
TECHNOLOGY AND INFORMATION118 科学与信息化2023年12月下电力电缆外护套的故障定位及监测技术沈浩然上海久隆电力（集团）有限公司 上海 200052摘 要 电力电缆外护套的故障定位及监测技术是电力系统运行和维护中的重要内容。
本文通过对电缆外护套故障的类型和原因进行分析，概述了常用的故障定位及监测技术。
电力电缆外护套的故障定位及监测技术在电力系统的运行和维护中起着重要的作用。
通过合理选择和使用这些技术手段，可以提高电缆系统的可靠性和安全性，避免意外停电和电缆故障对生产和生活带来的不良影响。
同时，也可以降低电缆故障排除的时间和成本，提高电力系统的运行效率。
关键词 电力电缆；外护套；故障定位；监测技术Fault Location and Monitoring Technology of Power Cable Outer Sheath Shen Hao-ranShanghai Jiulong Electric Power (Group) Co., Ltd., Shanghai 200052, ChinaAbstract The fault location and monitoring technology of the outer sheath of power cable is an important part of the operation and maintenance of electric power system. This paper analyzes the types and causes of power cable outer sheath faults, and summarizes the commonly used fault location and monitoring technology. The fault location and monitoring technology of the outer sheath of power cable plays an important role in the operation and maintenance of electric power system. Through the reasonable selection and use of these technical means, the reliability and safety of the cable system can be improved, and the adverse effects of unexpected power outages and cable faults on production and life can be avoided. At the same time, the time and cost of cable troubleshooting can be reduced, and the operation efficiency of electric power system can be improved.Key words power cable; outer sheath; fault location; monitoring technology引言电力电缆外护套是电力系统中不可或缺的重要组成部分，它起到了保护导线和绝缘材料的作用。
长距离桥隧敷设超高压电力电缆在线测温监控系统研究
摘
要 ： 了保证 电缆线路 的安全 运行 ， 为 及时发现 故障隐患 ，２ ２ ０ Ｖ崇 明联 网工程桥隧段 电力电缆采用分 布式光纤测温系 统进行 电缆 的运 ｋ
行状态 监控 。 现介绍了该系统的工作原理、 系统构成及运行情况 。 该系统的使用提高 了电缆线路运行监控 的精确 性及实时性 ， 同时降低 了运行维
护人 员的工作强度。 关键词 ： 电力 电缆； 测温光 纤； Ｓ ＤＴ
理 （ Ｔ Ｒ： ｐｉ ｌ ｉｅＤ ｍ ｉ ｅ ｅｔ ｔ ） 光 纤 的后 向拉 曼 Ｏ Ｄ Ｏ ｔ ａＴｍ ｏ ａ ｃ ｎＲ ｆ ｃ ｍｅ ｒ和 ｌ ｏ ｅ 散 射 （ａ ａ ａ ｓａｒ ｇ 温 度 效 应 。光 纤 分布 式 温 度 监 测 系 统 Ｒ ｍ ｎＢ ｃ ｃｔｉ ） ｋ ｔｎ 为 了解 决长期 制约 崇 明三 岛经济 发 展 的供 电难 问题 ，上海 电 （Ｔ ） 用 Ｏ Ｄ Ｄ Ｓ利 Ｔ Ｒ技 术进 行 定位 ， 利用 拉 曼散 射效 应进 行 测温 。 当 力 公 司于 ２０ 年 中 开始 建设 ２０ Ｖ 崇 明联 网工程 。本 工程 ２回 ０８ ２ ｋ 主 处理 机 中的激 光 光源 向光 纤注 入 ９５ ｌ ０ ｎ的光 脉冲 后 ， 小 部分 ｎ 一 ２０ Ｖ双拼 电缆线 路 由 ２ ０ Ｖ洲 海 （ ２ｋ ２ｋ 五号 沟） 电站 出线 ， 变 借道 南 （ 携带 了有 用信 息 ） 向散射 光 会 沿 着光 纤 反 射 回来 ， 后 对这 一 后 向 港 隧 道 敷 设至 长 兴 岛， 然后 再借 道 北 港 大 桥 敷 设 至 崇 明 岛 上 的 散射 光进 行过 滤 ， 将拉 曼散 射 光与 其他 后 向散射 光 区分 开 ， 并利 用 ２０ｋ 陈家 镇变 电站 ， 在 长兴 岛上设 置 开 断点 ， 入 ２０ Ｖ长 ２ Ｖ 并 环 ２ ｋ 拉曼 散射 光 与温 度 的 密切 关 系 ， 这 部 分拉 曼散 射 光 进行 Ｄ Ｐ处 对 Ｓ 兴变 电站 。工程 路径 投影 长度 约 ３ ．ｋ （ 括 线 路两 侧站 内及市 ７ 包 ０ｍ 从而 就能 为用 户提 供有 关 温度 的信 息 。 政通 道两侧 竖 井 内 电缆长 度） ，其 中市 政 隧道 内的 ２０ Ｖ 电缆线 理 ， ２ ｋ
高压电缆在线监测系统2型
上海慧东电气设备有限公司
6. 被测设备发现异常时，服务器采用 GSM 短信方式进行远程报警。 7. 监测终端不需要外部提供电源，通过电流互感器获取电缆运行电流并作为整个数 据采集终端的电源。运行电流在 50～1000A 的范围内终端均可正常工作。 8. 监测终端配有专用充电电池，在因电缆线路原因导致设备断电情况下，可满足系 统 10 小时以上连续工作，可及时预警、报警。 9. 标配检测终端外壳满足 IP66 等级防护要求，对于恶劣环境可满足 IP68 等级。
1套
1个
3.2 3.3 3.4 3.5 4.1 高压电缆运行状 安装在服务器上 态在线监测软件 的监测软件，用 于管理所用现场 监测终端传来的 数据，并给维护 人员提供信息浏 览平台。
15 寸液晶显示器 工控机 网络交换机 键盘、鼠标
1台 1台 1台 1套 1套
六. 系统主要设备结构及安装尺寸
1、标准服务器机柜（600×600×2000mm） ，可定制。
三. 系统组成
护层绝缘在线监测系统组成如下： 1、 高压电缆在线监测软件：安装在数据管理中心服务器上，用于管理所有现场监测 终端上报的数据。该软件已获得国家知识产权局颁发的计算机软件著作权证书（登记号： 2009SR10517） 。 2、 现场监测终端，包括：监测单元，GPRS 通讯单元，从电缆获取电能的取电单元， 各类监测传感器，嵌入式软件。现场终端以 GPRS 方式把实时监测数据发送给数据管理中 心 服 务 器 。 该 装 置 已 申 请 了 2 项 国 家 发 明 专 利 （ 申 请 号 ： ① 200910045471.3 200910045470.9） 。 3、 专用服务器：可根据网络规模选配。规模较小时，可将数据适时发送到慧东公司 专用服务器上，客户直接网络访问即可适时查看电缆运行状况；规模较大时，可安装专用 工控机，机柜大小可根据需求定制。 ②
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电力电缆发热的在线监测技术
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:【摘要】随着状态检修的深入开展，运行中电力设备数据监测和缺陷数据的采集显得非
常重要。因此，根据泉州电业局电网运行状态结合温度传感器及单片机系统制作一种新型
实用的电缆在线测温仪;对电缆进行多方面多点的测温，当电缆发热温度超过规定值时可自
动报警，数据储存和查询，以及对测温的数据进行分析以了解电缆运行状况，达到减少和
避免火灾事故发生的目的。
1电线发热会引起火灾
电缆过负荷发热会引起内部绝缘介质强度下降，比如油浸电缆是靠绝缘纸作为相间或对地
绝缘.绝缘纸是用高气密性纸和去离子水洗纸浸绝缘油，当运行中的电缆温度超过规定值时，
由于热的作用，绝缘纸粘度会降低并引起纸变脆，造成绝缘强度降低，当绝缘纸失去绝缘
强度时，金属导线就会由于没绝缘而短路产生电弧起火。而交联聚乙烯电缆当温度超过规
定值时，轻者引起绝缘老化缩短寿命，严重时绝缘材料熔化，金属短路引起火灾。
2传统的测温方法
当前电网重要的电缆隧道、夹层有安装烟火监视报警器，但是如果等到烟火监视发出报警，
说明电缆已经着火冒烟，而且又不知道是那一条电缆着火。所以，为防范未然，必须及时
准确掌握每一条电缆运行中的发热情况，才能采取减少电流等措施，及时消除存在的隐患。
传统的测温方法大致有下面两种：
(1)电缆接头涂色漆。在电缆接头处涂上色漆，然后通过观察相色漆的颜色变化判断发热的
情况，当相色漆的颜色变深，漆皮裂开说明接头己发热。但是相色漆的颜色有时变化不大，
很容易造成误判断，所以涂色漆的方法比较少采用。
(2)电缆连接头贴试温片。在电缆连接头处贴上试温片，通过观察试温片的熔化判断电气接
头是否发热。试温片温度分别为红色80℃、绿色为70℃、黄色为60℃，当试温片熔化时
说明接头己发热。由于试温片比较直观所以采用较多，但试温片往往在分合闸开关时被震
动掉。
3电缆发热的在线监测仪
传统的测温方法既不精确又容易失效，而且很难掌握每一条电缆每一个时间的发热情况，
因此，我们决定采用智能温度传感器，并结合单片机系统制作一款适合于电网电缆状态检
修的监测仪。随着电子技术的发展，采用单片机对电缆发热温度进行连续监测，不仅具有
组态简单、监控准确可靠、自动报警等优点。而且由于使用先进精确的测温度技术，从而
能够比传统的测温方法减少误判断，达到减少电缆火灾事故发生几率的目的。
3.1监测仪的总体结构
系统框如图1所示。主控模块用于控制其他模块的运行和协作，其中我们利用测温模块得
出的数据进行过滤存储，并利用键盘接口查询会显出超出温度范围的数据和时间以备检修
人员查询。
3.2硬件的选择
主控模块：主控单片机采用89C52。存储电路采用Dallas公司生产的DS1225Y，具有64KB
的存储空间，可满足我们的历史报警数据保存要求。显示电路采用1602液晶显示器。键盘
查询采用4个按键，分别实现为时间调整、时间的加减、温度查询，用查询法完成读键功
能。另外加装蜂鸣器用于报警。