摘要:近年来，随着我国城市化进程的加快，在各大中城市中，高压电缆的覆盖率和资产规模正以空前的速度增加,电缆监控系统大大规模运用势在必行。本文提出了监控系统在电缆运维部门实际运用中存在的一些问题并进行分析。作者对监控系统未来发展方向和趋势进行了探讨，提出了一种结合电缆监控系统的新电缆运行管理方式，并发表了一些观点。
关键词：高压电缆；监控系统；发展问题
0引言
近年来，随着我国城市化各大中城市的高压电缆的覆盖率和资产规模正以空前的速度增加[1]。在这一现状之下，电缆运维部门面临着一方面管辖设备激增，外力破坏隐患点管控、工程施工管理等其他工作应接不暇；另一方面除传统的电缆运行维护之外，还担负着电缆通道管理、数量庞大的低压辅助设施管理的重任。由于高压电缆深埋地下、分布广的特点，光靠增加人员是无法解决问题的。因此，采用电缆监控系统这一技术手段势在必行。
我国许多城市的电缆运行维护部门都使用了高压电缆监控系统，有效缓解了电缆运行维护工作的压力，取得了很多成效，保障了电缆的安全稳定运行。
1 高压电缆监控系统的运用
高压电缆监控系统，从其运用层面大致可以分为三个方面。
1.1 电缆状态监测
电缆状态监测主要围绕电缆及其附件的运行状况进行实时监控。目前各地所使用的监控系统一般涵盖：温度、护层接地电流、局部放电等监测内容。
温度、护层接地电流监测是在及接头及护层接地线上安装传感器，实时监测电缆温度、护层接地电流状态。局部放电监测是通过对局部放电信号的测量来反映电缆绝不绝缘劣化的状态，有助于运维单位实时地掌握电缆绝缘的健康状况[2]。
1.2 通道状态监测
电缆通道作为承载电缆的构筑物，其状态对电缆的长期稳定运行有着重要的影响。我局实践表明，在电缆外护套接地电阻测试中，通道环境好、干燥区段的电缆，作为衡量电缆健康状况主要指标的外护套绝缘电阻值明显高于其他环境较差区段的电缆。
通道状态监测，使用气体监测、温度监测、水位监测、出入口监控、视频监控、红外感应及应急通信等手段，满足了电缆通道防非法侵入、防火、防水、防有害气体等需求，实现了电缆通道出入缆的可控、通道内应急通信的保障。为电缆通道故障预警、应急指挥、快速反应、分析处理等提供了有效手段，特别是有效打击了电缆偷盗、私放光缆等事件的发生[3]。
1.3 监控平台管理
监控平台具有数据分析与处理功能。由于设备众多，电缆隧道的综合监控平台每天将会采集到庞大而复杂的数据。海量的数据能够更加准确地描绘出电缆线路的运行状态，但面对这样一个数据资源的宝库，如何将之有效利用，是一个非常值得研究的课题。
监控平台通过对数据进行分析和阀值的设定，可对各类信息进行分级分类处理。针对报警信息进行分级处理，通过弹窗、语音、短信等方式告知运行人员；将有害气体、水位监测与风机、水泵联动；图表的形式展示监测数据等。
2 监控系统应用存在问题
随着监控系统使用的使用范围越来越广，设备数量不可避免的剧增。面对巨大的数量，各种问题的出现难以避免。同时，监控系统在实践中也暴露问题。
2.1 监控设备的存在问题
2.1.1设备可靠性的问题
在监控系统的运用过程中，给运行人员带来最大困扰的是各类误报信息，通常体现为高温报警、接地电流、红外探头显示有人等。几百摄氏度的高温、几百安培的电流值，往往班组安排人员至现场查看后发现一切正常。同时，连续的报警短信，尤其是夜间的报警短信，对运行人员正常休息和其他工作的开展造成不良影响。
同时，关注到在交叉互联系统接地电流监测中，早期安装的一些护层接地电流互感器安装于接地同轴电缆之外，测量数据为接地同轴电缆内外芯电流叠加值，并不能有效反应交叉互联系统接地电流值。并且，目前对接地电流互感器的安装位置并无统一之规定或要求。
并且，其他一些如电子井盖无法远程开启、设备状态不对问题，也给监控设备可靠性提出了更高的要求。
2.1.2维护困难的问题
早期的建设的监控系统，多为单个的项目的招投标，彼此不成体系。各个项目建设的监控系统技术标准和要求不同，自成系统、互不关联，给运行维护带来了很大的麻烦[5]。很多单位为解决这一问题，制定了相应的统一接入标准，但不同厂家设备的维护、平台兼容的问题仍现实存在，且存在一定的技术和知识产权障碍，给监控系统运行维护造成了一定困难。
其次，由于运行环境相对较差、设备数量多、点多面广,加之维护工作具有一定的专业性，给监控设备维护工作造成了技术和经济上的困难。
2.2 传统电缆运维模式与监控系统的结合问题
在各供电单位的传统做法中，高压电缆的运维、检修工作一般都按计划开展，运行人员对计划周期间隔之内的电缆健康运行情况并不了解。这样一种电缆运行管理方式，从安全性和经济性的角度来说都存在局限性，无法实时监测高压电缆的运行情况，也不能及时发现故障及其采取有针对性的措施。
监控系统的运用，使得运维部门能够实时的掌握电缆及其通道的情况，工作效率得到了很大提高，但并没有根本上改变上述情况。运行单位仍然按照工作计划进行周期性巡视及检修，且相关规定并未因监控系统的使用而调整巡维周期及方式。
2.3 监控系统与其他系统及设备的配合问题
监控系统作为电缆运维工作的辅助手段，并不能单一存在。低压供电电源，是监控系统正常运行的保证。实际运用中，因低压电源空开跳闸、低压供电线路被盗引起整个区段监控系统失效的情况时有发生。因此，如何设计可靠地监控系统供电方式，将电源控制箱等布置于一个较可靠的环境，是一个很现实的问题。
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监控系统具备了辅助设施如风机、水泵、照明等的联动和远程控制功能。但这些设备离线、能开不能关等问题存在于实际工作中。如何保证这些设备与系统设备的有效对接，是一个需要解决的问题。
另外，电网实时信息系统、部分消防系统等与电缆监控系统的配合仍值得我们期待。
3 电缆监控系统发展探讨
随着高压电缆设备量的快速增加和运维的专业化要求，通过简单增加运维人员的定额和缩短巡视周期来应对，只是治标不治本[4]。而高压电缆监控系统的运用，将会极大缓解电缆运维工作的压力、提高工作效率，是电缆运维方式的主要发展方向。
3.1 标准平台的建立及功能拓展分析
监控系统是一个很大的领域，广泛运用于交通、工厂等，是一个技术非常成熟的领域。虽然高压电缆监控系统这一细分领有其特殊性和不同的要求，但并无多少技术技术门槛。随着这一市场的日趋成熟，大量的相关企业可能蜂拥而至。
对于电力部门来说，应掌握主动，针对该领域现状及发展趋势，制定一套统一并能适应各类通信方式及设备的接入标准。有条件的，还可以做主建设一套拥有自主知识产权的监控系统平台，从软件和硬件两个方面掌握主动权。
在监控系统应用层面，很多新的功能正在或将要进入实践中。
3.1.1 GIS系统
GIS系统在很多地方的电缆监控系统中都得到了运用，但大都并不全面。它的大范围运用，可直观的对设备的位置进行查看，解决电缆运维中设备位置难找、难描述的老大难问题。另外，警报设备的定位能够让运行人员对于报警位置、监控设备地理分布情况准确地掌握，方便与对问题的精准处理[6]。
3.1.2 3D拟真技术
面对海量的前端数据，如何直观、高效地将之展给运行人员，可以利用虚拟现实技术最大限度的再现隧道真实环境、增加监控系统的浸入感；对电缆状态进行可视化表达，提供交互式分析能力，帮助用户从多角度逼近现场真实场景[4]。3D技术在电缆监控系统中的运用很令人期待，一些地方也进行了实践，取得了不错的效果。
3.2 结合监控系统的电缆运维管理模式
随着电缆监控系统进一步运用，传统的电缆运行管理模式将要改变，一种结合监控系统的运管模式将逐步成型。面对数量众多、深埋地下，分布于城市各条街道的电缆线路。看不见、难摸着、赶不到的难题将一直横亘在运行人员面前，靠增加人员配置，是远不能满足需求的。
结合和依靠监控系统，对设备进行状态巡视和检修，将是未来发展的趋势。接地电流、接头温度测量、电缆隧道巡视等工作周期将被拉长，巡视人员在一个更长的周期内开展巡视工作并与监控系统数据进行对比，关注系统运行状况。日常工作的重心放在设备状态巡视、检修和对特殊区段、外力破坏隐患点管控、缺陷处理上来。电缆监控系统的运用，能够让电缆运维从过去的周期巡视和计划检修模式逐步转换到状态巡视和状态检修，达到电缆线路及通道“可控、能控、在控”，实现预防事故、安全运行的目的[1]。
这种模式对运行人员也提出了更高的要求。首先，运行人员应将电缆监控系统放到一个相当重要的位置，认识到其“眼睛和耳朵”的作用。其次，能够使用电缆监控系统，对各类信息具备初步分析能力、清楚各类报警信息处理流程。再次，运行人员应对监控系统的构成及原理有一定的认识，能够熟悉现场设备，并能够对其故障进行初步分析。
3.3 数据分析及人机交互
未来的电缆监控系统，将向“自动化管理、只能化监控智能化”[5]发展，具备更强的数据分析和处理能力。能够自动跟踪负荷电流与护层接地电流的关系并能以图表形式展现和导出；能够对电缆运行、检修数据进行分析，综合判断电缆状况，并给出巡视或检修意见；能都对误报信息进行初步筛选及判断。大大减轻运行人员负担，提高电缆运维效率和水平。
面对时刻都在增加的海量监控数据，面对单一、枯燥的系统界面，将是非常糟糕的体验，将会极大削弱监控系统的作用和使用效率。为了更好地挖掘监控数据的潜力、提高使用效率，如何运用直观高效的表达方式来展现电缆及通道的运行状态、促进人机交互，也是目前面对的一个问题[4]。
4 结语
高压电缆监控系统的运用，有效提高了电缆运行效率和水平，减轻了运行人员的工作负担。其正处于快速成长期，运行实践中还存在着很多的问题和不足之处。高压电缆监控系统的未来发展壮大，需要依靠从运行人员到设备厂商各个环节的共同努力，对系统、设备、数据进行不断地对比、分析、调试，提高系统可靠性和数据有效性，走出一条新路子，让过去传统粗放的电缆运维模式转变为“规范化、专业化、精细化”的新模式[2]。
参考文献
[1]李胜国.电力电缆及其管沟在线综合监控系统的研究[D].济南:山东大学,2014.
[2] 吴让新,张苏,段尚琪.电缆隧道集中监控系统的应用[J].云南电力技术，2011,39（1）：22-24.
[3]梁芝贤，惠福莉.电缆沟道综合监控系统及其应用[J]. 陕西电力,2014，42（8）：109-102.
[4]黄慧.电缆隧道综合监控平台的设计与实现[D].武汉:华中科技大学大学,2013.
[5]刘皓.高压电缆网一体化运行监控体系及效益分析[D].北京:华北电力大学,2013.
[6]陈鹏堃.试论基于地理信息的电缆综合监控信息集成系统[J]. 山东工业技术：137，177.
作者简介
普凯（1990年1月），男，本科，助理工程师，主要从事高压35kV及以上电缆线路运检工作。
卜威（1986年6月），男，助理工程师，输电电缆运行与检修。
王韬（1989年12月），男，助理工程师，输电电缆运行与检修。
论文作者:普凯,卜威,王韬
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/27
标签：电缆论文; 监控系统论文; 高压论文; 设备论文; 人员论文; 数据论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第7期论文;