高压电缆线路接地系统在线监测

杨立升

摘要：随着城市化进程的不断推进，城区地面资源越来越紧缺，地下高压电缆在城市输电网中的应用规模也快速增大，许多学者对电缆开展了广泛的研究。对于单芯高压交流电缆，为抑制感应电压和避免电位悬浮，良好的接地系统至关重要。较常见的接地系统主要为“接地-保护”单端接地系统和“接地-交叉互联-交叉互联-接地”的交叉互联系统，前者用于进出站电缆、站内联络电缆等较短电缆线路，后者用于长电缆线路。电缆的金属屏蔽层必须接地运行，接地系统异常后可能会产生悬浮电位、感应电压和环流过大等多类问题，进而造成异常放电、发热、载流量降低、电缆本体击穿、电缆通道起火等严重后果。基于此，对高压电缆线路接地系统在线监测进行研究，仅供参考。

关键词：高压电缆;接地系统

引言

除了针对运行年限、负荷水平、故障记录、运行环境的常规调研项目外，本文依据“浴盆曲线”设置运行年限评分区间，并引入附件的故障记录，增强了电缆线路状态评估工作的全面性及有效性。

1高压线路接地线概述

高压线路接地线能够防止临近带电体产生静电感应触电行为，主要用来保证误合闸时的电路安全。一般情况下，高压线路接地线操作棒以树脂彩色管作为核心搭建设备，在特殊应用环境下，该类型材料的外表光滑、重量轻、强度高，绝缘性能相对较好。由于接地线夹终端的存在，整个高压线路网络能够始终保持相对稳定的执行应用状态。在电网应用环境中，随着传输电子量数值水平的提升，个别高压线路结构体之间会出现明显的异样转接行为。为避免上述情况的发生，传统高压电网控制机制在保持光伏并网电压越限能力的同时，确定既定网点处的电压幅值与电流幅值，再通过放电控制的方式，实现对高压电网的有效调试。但此系统所能承担的电子击穿量数值水平相对较低，很难实现对电量转接时间的有效控制。基于此，设计新型可调角度的高压线路接地线夹终端智能管控系统，在核心控制主机、接地线夹终端节点的同步调度下，实现对电流传输量与电压传输量的精准计算，再通过对比实验的方式，突出该系统的实际应用价值。

2监测方法设计

2.1计算输电线路的载荷

温度的变化会造成输电线路出现膨胀或收缩，而载荷的变化会使故障电流的大小重新平衡，得到的结果会使故障电流的大小发生变化。输电线路电流大小之间的关系可以采用状态方程来表示

2.2运行年限及负荷水平的评估细则

通常认为电缆线路的故障率随时间的变化符合“浴盆曲线”，原因是电缆线路失效是多种因素综合作用的结果，除了电、热、机械应力等导致的累积老化效应外，还受环境及人为等因素影响。因此在本文中，不同于常规运行年限越长、分值越高（代表预期老化越严重、故障率越高）的设置方式，而是将运行年限按照短期（小于5年）、中短期（5～10年）、中长期（10～20年）、长期（大于20年）分类后，采用了分值设置，以符合“浴盆曲线”基本特征，反映实际电缆线路的预期故障率变化。

2.3单端接地系统分析

单端接地系统实际接线，主要用于站内联络电缆、较短的变电站进出线电缆、较短的中间下地电缆等情况。按照电缆的多级电容模型，单端接地系统的电路模型。对于采用“线路中央部分单点直接接地、两端保护接地”的较长电缆线路，可等同于两个单端接地系统，分析过程完全相同。

3电缆线路提升策略

3.1实时监测电缆用电负荷和运行温度

在對配电电缆进行维护管理时，需要加强用电负荷和运行温度的监测。如果发现电缆运行期间存在异常情况，要采取故障排除方法，对故障问题进行及时的发现和解决，确保电缆能够始终保持正常运行的状态。电缆线路横截面最大电流在理论上属于电缆能够承受的最大负荷。但实际运行过程中，一旦出现最大电流，会对配电电缆线路产生直接性的损伤。如果电缆线路长期处于高负荷的运行状态下，更容易受到最大电流的影响，故障问题的发生概率会极大增加。因此需要做好日常的运行维护管理，要引进更加先进的仪表设备，或者通过人工作业等形式，对电缆实际运行负荷进行全面的监测。还要对电缆的运行温度进行动态的监测，确保电缆在运行期间，负荷温度都能保持在安全范围之内。一旦电缆运行途中出现温度升高，或者负荷超出了安全范围，就要对异常线路段进行勘查。并采取合理的维护措施，对电缆进行保护，避免其遭受严重的损伤，引发区域内的停电问题。

3.2加强清扫防腐

电力电缆的线路检查过程中，要将残留在电缆沟以及终端头的灰尘、积水以及杂物清除及时清理干净。当发现终端盒内有积水出现时，需要及时将终端盒擦拭干净，并使用同质的绝缘剂将盒内孔隙填满，从而保证终端盒能够正常使用。利用专业检测仪器对电缆绝缘电阻进行精准测量，并与规定值比较，当发现接线头接触不良时，及时进行维修和处理。若在电力电缆的检修过程中，发现有局部外皮暴露的情况时，有两种判断维修方式：第一，外皮完整的情况下，需要对周围的土壤地质进行分析考量，将线缆穿过管内，利用土壤填补覆盖;第二，若电缆线路外皮严重腐蚀或者炭化等情况发生时，需要立即更换电缆线路的外皮，并及时对电缆线路的承载电流进行深入有效的分析，并以此优化负荷分配，进而排除电缆安全故障隐患。

3.3推广电缆智能监测性

国家电网和南方电网均在大力推广高压输电电缆智能在线监测，同时已编入运行规程及技术导则里。对于新增电缆线路，在前期规划之初，将电缆智能监测系统列入设计范围，否则后期进行立项安装更加困难，如电缆敷设方式为保护管、直埋时，前期可将电缆及在线监测所需电源线、光纤等设备同时敷设安装，避免后期安装带来的诸多不便。针对在线监测取电困难问题，贵阳高压输电电缆采用报装取电及就近变电站取电方式，正在尝试感应取电及分布式终端远程上传的方式。

3.4接地线夹终端管控

接地线夹终端管控系数设置是可调角度高压线路接地线夹终端智能管控系统设计的末尾处理环节，可在已知电流传输量与电压传输量数值的情况下，确定整个系统中应用电子的实际传输方向，从而实现对电量转接时间的有效控制。若不考虑其他干扰条件对系统应用能力的影响，接地线夹终端管控系数只受到局域电压越限值、平均电压越限值两项物理量的直接影响。

结束语

现阶段在进行配电网建设的过程中，电缆应用数量正在不断的增多，运行时间也在不断的延长，且电缆的运行环境比较恶劣，会受到外界各种因素的影响，故障问题发生概率正在不断的上升。要提高配电电缆的运行效率，就要对导致故障问题发生的原因进行系统性的分析，从根本上彻底解决故障问题。还要尽可能地缩小故障问题的影响范围，提高配电电缆的运行质量和效率。电力部门要建立一支专门的管理团队，对电缆的运行情况进行全方位的跟踪和管理，一旦发现电缆存在问题，就要立即对其进行解决。

参考文献

[1]翟羽佳，张凯，朱永利，邓冉，刘雪纯.基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地故障测距方法[J].智慧电力，2020，48（12）：26-32.

[2]张爱国.浅谈35kV～220kV输电架空线路接地电阻的应用[J].石河子科技，2020（06）：10-11.

[3]熊贇超，张鹏飞，王卫华，黄宝莹，乐党救，腾云，魏翀.特高压气体绝缘金属封闭输电线路管廊接地方案研究[J].电力勘测设计，2020（11）：35-41.

[4]刘佳.输电线路接地装置的防腐措施[J].全面腐蚀控制，2020，34（11）：48-49.

[5]王绍杰，胡元潮，赵文龙，李勋，井栋.短路故障下输电线路接地网对埋地管道的影响[J].油气储运，2021，40（01）：39-43.