摘要：高压电缆金属护层上的接地线为保护接地，电缆发生故障时，将导致漏电流增大，此时接地线上电流将同时增大。如不及时处理，将会对电缆的长期寿命和短时运行安全造成极大的影响。本文首先分析了电力电缆电缆结构与金属护层环流的故障原因，接着对电力电缆金属护层环流传感技术进行了分析，最后提出了电力电缆金属护层环流的带电检测技术。
关键词：电力电缆；金属护层环流；带电检测
随着城市建设的不断发展，相应的城市供电设施也随之迅猛发展，电缆作为输送电力的载体在城市下方逐渐形成了一个规模庞大的供电网络，由于电缆分布众多，如何提高电缆运行效率和保障电缆运行安全，是当前电力部门所要面临的问题。通过在在电缆护层接地线上带电安装接地电流采集装置，可有效监测接地电流泄漏状况，做到对电缆接地电流的实时监控；一旦电缆发生故障，导致接地漏电电流增大，系统会马上发出报警，提示相关人员对电缆故障进行及时处理，大大提高了电缆运行的安全性。本文首先分析了电力电缆电缆金属护层环流的故障原因，接着对电力电缆金属护层环流传感技术进行了分析，最后提出了电力电缆金属护层环流的带电检测技术。
1 电力电缆结构与金属护层环流故障原因
典型电力电缆本体主要又铜芯制成，外部有屏蔽层及绝缘层，其中绝缘层包覆在导体外，将导体进行隔离，承受一定的耐压，防止泄漏电流。绝缘材料多种多样，目前广泛应用的有油纸绝缘和固体绝缘材料（如XLPE），在导体和绝缘外分别有一层屏蔽层，其主要作用是限制电场和磁场的干扰。而其他一些保护层（如包带、金属屏蔽、外护套等）主要是保护电缆导体及绝缘层不受外力损伤。
电力电缆屏蔽层和铠装层都采用一端接地的方式。当电流流过电缆时，电缆周围产生交变磁场，形成与电缆回路相交链的磁通，电缆金属屏蔽层和铠装层将产生感应电动势。感应电动势的大小由通过高压电缆的电流大小、电缆排列方式和电缆长度共同决定。此时，如果高压电缆外护套破损，将形成屏蔽层或铠装层的两点接地（如图1所示），则屏蔽层或铠装层就会出现很大的环流，其大小可以反映电缆外护层绝缘状态，如不及时处理，将会对电缆的长期寿命和短时运行安全造成极大的影响。因此，通过对高压电缆屏蔽层和铠装层接地电流的实时在线监测，及时发现高压电缆外护套破损故障。
2电力电缆金属护层环流传感技术
根据电力电缆现场金属护层泄漏电流监测的特点，检测传感器应满足瞬态响应、灵敏度高、线性度好、稳定性好的要求，基于“安培环路定律” 和“法拉第电磁感应定律”，对它的特性进行了验证。电流传感器安装在电力电缆金属护层接地线上，检测电力电缆金属护层的泄露电流，设计好的金属护层环流传感器性能如表1所示。
3电力电缆金属护层环流的带电检测技术
电力电缆金属护层环流带电检测技术的示意图如图2所示，由电流互感器、采集装置、工控机以及后台护层电流监测软件等构成。采集装置；采集主要实现接地电流感应与采集，并把采集的数据通过通信链路传回上位软件，通信链路主要用于连接采集装置与上位软件系统，可以以485总线、工业现场以太网的方式构成通信链路，上位软件系统主要由笔记本计算机、护层电流上位软件组成，应具备护层电流报警、比例报警、变化趋势报警等三种以上功能，软件系统应历史数据管理功能，历史数据保存时间应大于3年，同时应具备历史数据自动清除功能。
电流互感器在安装过程中，其二次端采用特殊的防水处理，完全满足隧道内恶劣环境下的使用要求，维护时可灵活更换，减小维护的成本，增加了维护的可操作性。电流互感器采用可拆卸防水设计，将电流互感器卡在被测接点线上，合上电流互感器，并上紧螺丝完成电流互感器安装；为确保互感器信号不失真的传至采集装置，统一采用外加金属软管对总线进行保护。
采集装置应置于在安全、干燥、易操作的场所，如设计无特殊要求，应靠近电流互感器设置，采集装置本身应良好接地，箱体表面应使用铭牌进行说明及安全提示。此外，为确保互感器信号不失真的传至采集装置，这里统一采用4*1.5RVVSP485总线传输信号外加金属软管对总线进行保护。
实际带电检测操作之前与过程中还需要注意以下几点：（1）采集装置运送至现场时特别要注意在运送途中有无螺丝松动、内部器件松动、导线脱落、短路的情况，在系统修整完毕后系统运行之前再测试一遍采集装置电路系统确保电路连接无短路、断路情况；（2）严禁在电流互感器输出端处于开路状态下在接地线上合上电流互感器，在合上电流互感器前，需确认其输出端是否短路；（3）电流互感器应牢固固定于接地线上，若接地线过细，可使用绝缘胶布缠绕数层后再使用电流互感器；（4）接地电流采集设备箱应良好接地。
4 结语
针对高压电缆在运行中经常发生外护套破损造成绝缘电阻下降的问题，提出了高压电缆屏铠接地带电检测技术。本文首先分析了电力电缆电缆护套环流的故障原因，接着对电力电缆金属护层环流传感技术进行了分析，最后提出了电力电缆金属护层环流的带电检测技术，该方法满足现场运行的需要，且性能稳定、监测精度高、接线简单，可以实现高压电缆故障的早发现、早预警、早处理，保障了高压电缆安全可靠的运行。
参考文献
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论文作者:李洪旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/9
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