摘要：随着经济社会的发展，对电力能源的需求不断增加，配电电缆得到了越来越广泛的应用，已成为城市电网的重要构成部分，但是因为受到线路老化、材料质量、环境因素等的影响而常常出现故障，因此必须加强配电电缆的状态监测，以确保电网供电的安全性、稳定性。本文通过对配电电缆故障原因的分析，重点探讨了配电电缆的状态监测技术。
关键词：配电电缆；状态监测；研究
1 配电电缆概述
配电电缆，是用来实现直接供电到户的一类电缆，其运行电压并不高，低压一般为380V，高压一般为10kV，近年来，它已逐渐取代架空线路成为城市供电的重要构成部分。相比来说，配电电缆在结构上更加复杂，芯线外层包有密实的绝缘层，再外围还有起到保护作用的保护层，而如果是用于高压配电，两层之间还增加了屏蔽层，从而防止受到电磁感应的干扰。随着科技的进步，各类新材料不断出现，配电电缆所用的材料在性能上也得到了进一步的改进，目前用到最多的要属铜芯电缆。而在实际电网的运行过程中，应用较广泛的还有塑料绝缘电缆，根据不同的用途又分为普通型、阻燃型以及耐火型等各种类型。近些年，随之城市用电的增加，人们对用电的安全性、可靠性越来越重视，配电电缆的状态监测也就成为业内研究的重点。下面通过对配电电缆故障发生原因以及状态监测重要性的分析，从硬件、软件两个方面对配电电缆状态监测系统的构建进行研究。
2 配电电缆状态监测的重要性
2.1 配电电缆的故障原因
近年来，配电电缆已逐渐取代架空线路获得越来越普遍的应用，但在其使用过程中，容易受到材料质量、环境因素、安装技术等的影响，难以避免地会发生各种故障问题。通过调查分析，可以将故障原因概括为如下几个方面：一是，遭受外力破坏，在施工过程中因为管理不严、未严格遵守施工规范，而对电缆造成损害，此外，施工人员的技术不达标也会导致故障发生；二是，线路老化，随着运行时间的延长，电缆材料会出现不同程度的老化，如果维护不及时、不到位，就会引发电缆故障；三是，自身质量问题，有些厂商为了获得更多利益，而在生产中存在偷工减料、以次充好的现象，如未及时发现，就会导致电缆出现严重的质量问题，从而影响到电网运行的安全性；四是，安装技术问题，在进行安装时，不小心造成电缆外层破损、滑轮设置不规范、用力过大等都会造成电缆故障问题；五是，环境因素，电缆运行环境过于恶劣，常常受到极端天气的影响，也会使电缆外层受到不同程度的损坏，从而增大了故障发生的几率。
2.2 配电电缆状态监测的重要作用
随着城市电网的进一步发展，配电电缆得到了越来越多的应用，已逐步成为城市供电系统的重要构成部分，其运行是否安全、可靠对于整个城市电网的正常运转有着很大的影响。通过对配电电缆故障原因的分析可以发现，遭受外力破坏、线路老化、自身质量问题、安装技术问题、环境因素等都会造成配电电缆的运行故障。研究表明，近年来的电缆故障率也呈现出不断增长的趋势，因此而引发的各类安全事故也日益增多，严重的影响到了人们的生命财产安全，因此必须加强配电电缆的状态监测，以确保电网供电的安全、可靠。由于配电电缆多埋于地下，日常的检修工作比较繁重，这就需要构建科学的监测体系，一方面提高电网运行的稳定性，另一方面也能较好的控制维护成本，促进供电企业的长期可持续发展。
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3 配电电缆的状态监测研究
3.1硬件设计
状态监测系统的硬件设计主要包括局部信号采集装置以及温度信号采集装置，下面进行详细的分析。
所用到的局部信号采集装置主要由高频、特高频传感器构成。高频传感器主要用于对电缆局部放电量进行检测，并由此分析得到电缆的实际运行情况。其优点在于不需要与电缆芯体进行接触就可以得到想要的检测数据，避免了高压、绝缘等带来的危险，也不会对电缆构成意外损伤。通常来说，配电电缆的局部放电信号是非常微弱的，就算应用极为灵敏的高频传感器也很难准确的获得有用的信号，因此就要用到调理电路对其输出的脉冲电压进行再次的放大、滤波处理。
此外，在局部放电检测中还存在着很多低于400 MHz的噪声干扰信号，这就需要用到特高频传感器，来起到抑制噪声干扰的作用。该类传感器的应用，一方面能够准确的获得高频信号，另一方面还具有显著的抗干扰特性。其采集得到的信号通过阻抗匹配器来实现传输，从而避免了信号的畸变或者能量反射，保持信号的稳定。同时，特高频传感器的应用也需要用到调理电路进行放大、滤波处理。
所用到的温度信号采集装置主要是用于对电缆及其配件的表层温度进行检测，以充分反映电缆的运行状况，当前应用最多的温度检测技术有普通温度传感装置、红外测温装置、光线传感器技术等。
3.2软件设计
配电电缆的状态监测，需要对得到的各类数据信息进行分析、处理，通过数据库的构建来生成高效的故障诊断系统，从而准确获知配电电缆的故障情况。软件设计主要实现的是数据分析、信息传递、状态诊断、系统管理等各项功能。下面将从数据采集、检测诊断、控制系统等几个方面进行重点阐述。
数据采集，主要用于收集、存放检测得到的局部放电信息以及表面温度信息，前者应用的是频率可调的高速采集模式，能够确保连续稳定的数据采集；后者则是依据系统设置的采集频率获得目标数据，并记录与信号相对应的时间，从而便于后续的故障分析。检测诊断，主要是由信息处理、诊断控制、温度检测等部分构成，主要用于对得到的参数信息进行处理与诊断。控制系统，主要是由信息存储、信息查询、参数管理、数据传导等部分构成，主要为状态监测提供技术上的支持，以确保数据处理、分析等功能的顺利实现。
4 结语
随着我国经济的高速发展，城市化进程不断加快，城市用电量不断增加，为确保电网供电的安全、可靠，必须充分保证配电电缆的运行安全性，这对于整个供电系统的可靠运转有着重要意义，这就需要不断加强配电电缆状态检测技术的应用，在不影响其正常运行的情况下对其状态情况进行准确的检测。本文首先对配电电缆进行了概述，对其重要性及故障发生原因进行了分析，最后从硬件、软件两个方面重点探讨了配电电缆的状态监测技术。配电电缆状态监测体系的构建，一方面能够有效的提高电网运行的稳定性，另一方面还能改善供电技术，较好的控制各项成本，从而促进我国电力行业的长期可持续发展。
参考文献：
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作者简介；张开达（1989-04），男，汉族，籍贯：安徽蚌埠，当前职称：助理工程师，学历：硕士研究生，研究方向：配电运检
论文作者:张开达,王茜凡
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/6
标签：电缆论文; 状态论文; 故障论文; 电网论文; 信号论文; 传感器论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第6期论文;