电缆在线检测之10KV系统电力电缆在线绝缘监测装置研究内容

《10KV电力电缆在线绝缘监测装置研究内容、关键技术及研究方法》

一、路内外现状及简要说明

随着铁路的发展，电力电缆在铁路电力贯通线及自闭线路上得到广泛应用，对于穿越铁路线路、桥梁、隧道等特殊地形，电缆线路具有运行稳定，施工方便快捷等很多优点等，电缆线路广泛应用。目前为止综合维修段管内贯通线、自闭线运营里程为590KM，而电缆线路长度已达到80.577KM。

因雷击过电压等自然灾害、电缆使用时间过长绝缘老化及人为施工等多种因素的影响，电缆发生故障几率也大大增加。虽然采用各种手段防止电缆线路因外界因素产生电缆故障，还是有大量不可预防性的电缆故障的发生。对铁路贯通线路及自闭线路电缆条数较多，分布在沿线各个地点，当电缆发生故障时，巡视线路时无法观察到电缆故障点，发生故障时排查非常困难。无法及时对发生故障的电力贯通线及自闭线恢复供电，影响行车信号的正常运行。经调查目前在国内对10KV电力电缆发生故障后,均采用分段式试送电法、停电后绝缘测试法及高压脉冲闪络法对已经退出运行的电缆进行故障测试，这样做既对故障电缆强行送电会造成电缆故障的扩大化，同时又延长了故障巡视查找的时间，行车设备的正常供电会产生很大的影响，长时间的停电及强行对故障线路送电对电力系统的其他设备也会造成影响。

而在10KV电力电缆上安装一套电缆在线监测系统后，当该电缆发生绝缘降低及短路故障时，故障电流就会通过电缆铜屏弊及凯装与电缆的零线相连通，当电缆在线监测系统监测到一定范围内的电流值时，就会启动报警装置，将断发生故障的电缆具体位置及时上传至电力调度及相关管理人员手中。

二、主要研究内容、关键技术及研究方法

一）主要研究内容：

1、针对电力电缆发生故障后无法及时查找故障点的问题，计划研制一套电力电缆绝缘在线监测装置。利用电缆线路中性点在正常运行中没有电流流过的特点，当某条电力电缆发生故障时，在电力电缆的接地线中就会有电流产生，通过对电力电缆中性点中电流的变化来判断该电缆绝缘状态的好坏。将采集到的信息转变为电信号，以短信的形式上传至电力调度及设备管理人员的手机中，使管理人员及时掌握电缆故障发生的地点，第一时间到达故障现场切除故障电缆，恢复电力线路的正常供电。

2、本课题的主要技术难点在于对电力电缆的零线中故障时电流的变化规律的研究，对电力电缆发生故障时可能出现的最大电流和最小电流进行模拟试验，以保证电缆发生故障后准确发出指示信息，同时保证在最大电流时监测设备的运行安全。

二）采用的关键技术：

1、采用徽凯机电模拟量与数字量转化技术，将故障电缆的电流信号转变为数字信号，去除杂波电流的干扰。

2、编程实现现场与远程交互功能，达到电缆出现故障时及时传递信息，设备管理人员可通过发送信息实适检查系统运行状态。

三、研究方法

1、文献研究法：围绕10KV电力电缆在线绝缘监测装置使用方法，搜集、整理代表著作和论文，通过对文献的阅读与研究，找出解决技术难题的思路。

2、采用模拟试验和选取雷害多发地点现场试验相结合的办法，使电力电缆绝缘在线监测装置达到精准的判断电缆发生故障信息上报条件，以最快的速度除掉电缆中的隐患目的。

三、预期目标、推广应用前景及效益分析

一）课题预期目标

1、课题研究的技术目标：攻克现阶段无法对电力线路运行中的电缆进行在线适时绝缘监测，与现阶段通信手段相结合将电缆发生故障时间及位置以最快的速度通知到设备管理人员及电力调度。明确发生故障的电缆位置、发生故障的时间等有效信息，使电力调度及管理人员指挥工作人员及时切除故障电缆，恢复电力线路的正常供电的目的。

2、课题成果的形式和数量：撰写课题研究报告一份，山东徽凯主要技术文档一份，10KV电力电缆在线绝缘监测装置一套。

3、人员培养目标：通过本次项目的研发工作，计划培养出5名电力线路工对模拟量与数字量转化技术的掌握，为后续推广应用和维护10KV电力电缆在线绝缘监测装置提供人才支撑。

二、推广应用前景：

“10KV电力电缆在线绝缘监测装置”适用于供电半径较长、电缆条数较多的、电缆分布地点不集中的电力线路。铁路电力贯通线和自闭线的供电半径平在60-100KM，拟在铁路范围内电力贯通线和自闭线上推广和使用。

三、经济、社会效益分析

在没有安装“10KV电力电缆在线绝缘监测装置”时，当贯通线或自闭线路发生接地故障后，配电所无法向电力线路供电，只能由电力线路两端的电力人员对贯通、自闭线进行分段开口试送电的方式进行查找故障点，对电缆较集中的地点还要对电缆停电后逐条测试，这样在贯通、自闭线路发生故障后，线路两端的电力工区将出动大量的人力及车辆进行故障排查。对于100KM的电力线路，由于地形等多种条件的限制，故障查找需要3-4个小时的时间，夜间需要的时间更长，如果安装上“10KV电力电缆在线绝缘监测装置”在故障发后会及时将故障点上报到设备管理人员手中，这样在电力管理人员的指挥下，用几十分钟的时间就能将发生故障的电缆切除，恢复正常供电。减少大量的人员出动及节省运输车辆的开支，同时也减少了因故障线路试送电而产生的对人员及设备造成危险的可能。