电缆隧道在线监测应用探究

陈江 祁进进

国网浙江省电力公司宁波供电公司电缆运检中心，浙江省宁波市，315000

摘要：电缆隧道是城市电网的重要组成部分，近年来其建设规模不断扩大，同时电缆隧道综合监控系统也应运而生，担负着电缆隧道安全可靠运行的重任。通过实时监测电缆运行电流、接地电流及分布式测温、光纤测温来监测电缆的运行状态，通过监测隧道温湿度、水位、有害气体等进行环境监控，各相子系统之间互相联动，为线路运维提供有力数据，做到缺陷和故障及时发现、快速检修，确保高压电缆安全、稳定运行。

关键词：电缆隧道；在线监测

引言

随着我们城市化进程的不断深入，对城市所赖以存在的各项公共基础设施建设，尤其是城市电网不断提出更高的要求。高压电力电缆在美化环境、节约用地、供电可靠性等方面的优势得到逐步体现，并得到越来越广泛的应用。目前全国主要城市高压电缆及电缆隧道迅速增长，架空线路逐渐被地下电缆方式取代，使得供电公司对高压电缆及电缆隧道的运行维护方面都面临着巨大压力。计算机技术、网络技术、信息技术以及智能电网技术的不断进步，使得电缆隧道综合监控平台的建设成为可能。

1电缆隧道在线监测应用适应性分析

目前对电力电缆及隧道的运行管理一般采用计划检修，通过定期巡视的方法对电缆的运行情况进行检查。计划检修有很大的局限性，定期试验和检修造成直接和间接的经济浪费，许多缺陷和潜在故障无法及时发现。而通过在线监测系统可及时了解电缆运行状态，为线路检修提供有力数据，做到事前防范，降低事故造成的经济损失和社会影响。《国家电网公司电缆通道管理规范》第十六条规定隧道内应设置应急通信系统。重要电缆隧道应采用监测技术，加强对温度、水位、火情、气体成分，及通风、排水等设备的状态监控。

2电缆隧道在线监测应用存在的问题

随着城市快速发展，电力基础设施投入逐年增加，电缆及电缆隧道长度不断增加，使得线路传统的运行管理模式存在着较多安全隐患。（1）电力负荷急剧增加导致的电缆过载、过热等会影响电缆安全运行。（2）隧道内积水、产生有害气体等会影响到工作人员维护安全。（3）电缆管理、控制手段薄弱，无法实时了解电缆隧道内电缆及附属设施的情况，难以预防事故的发生。

3电缆隧道在线监测技术的功能和目标

电缆隧道综合监控平台通过将电缆及隧道内分布式的设备运行信息采集并集中起来，实现对电缆设备及隧道环境数据的集中监视、管控一体化目标。各省市电力公司从2007年以来开始对高压电缆隧道采用电缆隧道综合监控系统，实现对电缆本体以及电缆隧道环境不同监控对象的全面监视。通过建设电缆隧道综合监控系统，实现以下目标：(1)打破信息孤岛，实现高压电缆及隧道在线监测系统的统一运维，完成对电缆本体、附属设施和运行环境的全面监视和控制；(2)实现高压电缆日常生产工作的指挥、调度；(3)实现对高压电缆设备、附属设备设施及运行环境的实时在线统一监控；(4)实现依据设备状态统筹安排检修生产任务，为实现从计划检修到状态检修提供技术支持；(5)实现对高压电缆主设备及运行环境的科学评估及分析；(6)最终形成坚强智能电网下的电缆生产运行管理新模式。

4电缆隧道在线监测技术

4.1分布式光纤测温

分布式光纤测温通过沿轴向将分布式光纤温度传感器直接埋入电缆中，或者沿着电缆的表面进行敷设。光纤温度测量技术基于拉曼散射的物理效应，是目前比较成熟的技术，多年实际运行证明是一种监测电缆运行温度的行之有效的技术手段。对于光线测温数据的展示一般采用曲线方式。一种是基于多点遥测，另一种是基于数据文件。这两种方式各有优缺点，分别适用于不同的应用场景。一般情况下，如果电缆隧道综合监控平台接入的管廊很多，则建议采用数据文件方式，这种情况基于多点遥测方式会对实时库和历史库都产生巨大压力。

4.2电缆接头局部放电实时监测

高压电缆局部放电是指在电缆绝缘中，只有电缆部分区域放电，但没有完全击穿，这种现象称为局部放电。为了保证电缆安全运行，对运行中的电缆及电缆接头和终端进行局部放电在线监测，以实时评估其绝缘状况，具有重要意义。电缆隧道综合监控平台对于局部放电监测子系统的数据接入采用如图4的系统功能模块结构，综合监控平台通过IEC61850规约实时获取装置局放在线监测数据。电缆隧道综合监控平台通过对电缆局放的放电量和频次进行实时采集和监测以波形、PRPD图、累积PRPD图、故障分析图、故障定位图和趋势图等进行显示，实时动态显示电缆局放监测的数据和状态。

4.3电缆接地电流监测

电缆线路金属护层接地电流的大小对电缆线路供电安全可靠有着重要作用。电缆隧道综合监控平台通过电缆隧道接地电流在线监测子系统把电缆护层接地电流测量数据与电缆负荷数据进行对比和综合分析，实现对接地电流的瞬态参数监测、接地线被盗报警、外护套绝缘监测等功能。高压电缆护层接地电流参数，是高压电缆运行过程中的重要监测数据，通过对接地电流的实时监测，降低人工巡检频率，保证电缆隧道供电网的安全可靠运行。

5设备检修及运维管理

5.1设备智能管理

首先，需对电缆隧道所有设备建立管理台账，设备智能管理是通过对电缆隧道内所辖设备的统一编号、定位，自动生成设备台账。每个设备对应有唯一的二维码，通过开发的移动终端的APP应用扫描二维码，快速获取设备信息、设备参数，从而保证设备的巡检、设备的保修、故障处理准确无误。将设备的一些常见故障处理办法，包含在二维码信息中，可以帮助运维人员快速地定位和解决故障，提高工作效率。运维人员在巡检时通过智能手机进行巡查，读取设备对应的电子标签，智能手机会自动记录下电子标签的编号并读取准确的日期和时间，并自动提示改设备需要做的维保工作内容。工作人员按维保工作内容进行工作记录巡查、检查结果。如果发现设备故障，运维人员通过智能手机记录问题并拍照，系统自动就会生成内部工单进行维修处理。

5.2检修运维任务派发

当系统监测到电缆隧道中的设备异常时，通过设备告警与工单系统的结合，自动生成检修任务，实现设备报警－工单生成－任务派发－自动抢单－设备故障排除－处理情况汇报，整个流程的完全自动化。摆脱传统需要监控中心发现故障、人工记录、派发工单、指派人员现场处理、将处理结果反馈、现场核实的模式，提高了管理的智能化水平，减少运维人员的工作量。运维人员也不需要随时关注监控系统，系统有报警工单推送，没有报警不需要做处理。系统报警信号产生时，系统自动生成工单，并通过手机APP推送给相应项目的维护人员，维护人员根据自己的技能情况选择是否抢单去处理。管理人员也可以通过APP指定工单给某一维护人员处理。维护人员处理的过程中，需要通过APP扫描设备间二维码，以免走错位置，同时记录处理过程和处理结果，通过APP上传维护记录，最终通过工单量考核维护人员和管理人员。

结束语

综上所述，电缆隧道在线监测的应用和运用电缆运维管理新模式，进一步为提高电力电缆供电可靠性保驾护航，稳步提升电缆专业精益化管理水平。

参考文献

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[2]王艳．电力设备状态检修和运维一体化技术的分析[J]．工程技术：引文版，2016（3）：210

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