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[摘 要]高压电缆作为供电与用电设备之间的桥梁，主要起到电力传输和分配的作用，其应用范围广泛。绝缘作为电力电缆之中主要的构成部分，常因为受潮、老化变质等原因劣化而造成电缆运行事故，甚至引起巨额财产损失、人身伤亡等。因此，为避免此类事故的发生，对电缆运行的状态进行及时性的监测十分有必要。局部放电作为当前有效的在线监测方式之一，主要监测方法包括：脉冲电流法（HFCT）、电容耦合法、超高频（UHF）法、光学测量法、超声波法等，本文将重点对以上五种常用的监测方法进行优劣势阐述，并从监测系统的外部支持方面进行探讨，以寻求最适合110kV高压电缆的局部放电在线监测系统。
[关键词]110kV高压电缆；局部放电；在线监测
中图分类号：TM855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0130-01
引言：随着社会经济的发展，电力电缆的应用也变得更加广泛。电力电缆主要包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层，其中绝缘层作为隔绝电芯和外界电气的重要部分极易发生劣化，以致于影响电缆运行的状况，造成相关事故。而局部放电是绝缘介质中的一种电气放电，普遍存在于高压电缆的绝缘中。现如今，通过局部放电监测电缆运行状况的情况十分普遍，但由于该监测系统采用的方法多样且适用性不同，如果未能采用适合的方式进行在线监测，电缆运行中出现的问题依旧无法及时发现和解决。另外，由于局部放电监测系统的选址、空间、电源等相关外部环境的研讨文件较少，并且这些因素会影响局部放电监测的灵敏度和数据准确度，因此为了将局放监测系统更好的应用于电力电缆事业之中，相关人员应该对外部环境支持进行了解。
一、用于110千瓦高压电缆的局部放电在线监测系统的意义
电力电缆通常分为低压电缆、中低压电缆、高压电缆、超高压及特高压电缆[1]。而其中电缆因为绝缘层的差异又主要分为油纸绝缘电缆和XLPE电缆，现今随着社会经济的发展，XLPE取代了油纸绝缘电缆成为了最广泛使用的电缆绝缘材料，其性能优于前者且载流量大、损耗较小等优势。而本文中研究的110Kv高压电缆正是采用这种绝缘材料。
110kV电缆作为一种高压电缆，一般用于短距离的电力传输，属于电力系统中的中枢环节，其技术含量较高，使用特性不同于其他型号电缆，因此110kV高压电缆的局部放电在线监测方式也不能与其他型号电缆一概而论。而在局部放电在线监测方面，不同的监测方法有其自身的优势和局限。为了电力设备运行得到更全面、有效的保障，需要电力监测责任人立足于具体情况而选择更加适用的监测方法和外部环境支持。
二、局部放电监测系统的常用方法
1、脉冲电流法（HFCT）
脉冲电流法（HFCT）又称电磁耦合法或高频CT法，通过电缆绝缘内部放电在试验回路中形成电流脉冲，电流脉冲经过监测阻抗产生电压脉冲，电压脉冲再经过适当宽带的放大器放大，最终在仪器中测量或显示出[2]。脉冲电流法起源于罗果夫斯基線圈原理，其结构简单并且易于安装，但信噪比较低、测试频率低、信息量少，并且由于监测阻抗和放大器会对测量最终结果的灵敏度、准确度、动态范围等造成影响，因此如果用于电容量较大的高压电缆，测量灵敏度易受到限制。
2、电容耦合法
电容耦合法根据电容耦合的原理产生，此方法所使用的传感器分为内置和外置式。内置式的电容耦合传感器结构简单，并且监测频带较HFCT的更宽，灵敏度也相对较高，但由于安装需要破坏保护层并且灵敏度与金属片面积相关，因此对其安装的技术和环境有着很高要求，且如果测量频带选择不当还会收到大量噪音干扰[3]；而外置式的尽管安装简单，不需要破坏电缆保护层，且还具有抑制信号干扰、可定位的功能，但极易受到外部环境影响。
3、超高频（UHF）法
超高频（UHF）法又称高超频传感器法，它通过多个传感器捕捉电缆中局部放电时产生的超高频电磁波（300MHz～2GHz）信息，灵敏度较高，且能够通过传感器之间的信息反馈增加定位的准确性，但它容易受到GMS及数码电视信号的干扰及现场环境电晕的干扰。
4、光学测量法
光学测量法作为非电测法的一种，起源于法拉第和费尔德的磁光效应，通过收集电缆发生故障或存在缺陷部位的磁场变化信息，将该信息转化为光强的变化实现监测。它可以最大程度的减少外部环境的电磁、造影干扰，只是目前在电缆局部放电监测中的技术还不够成熟[4]。
5、超声波法
超声波法是利用20kHz以上的超声波进行局部放电监测的一种方法，通过监测因电缆局部放电而产生的冲击波，可以发现电缆内部的绝缘劣化。由于其频率高于其他声波，因此可以不受电磁噪音的干扰，并且操作简单。但也因为它的高频率，导致了它在传播过程中衰减更大，影响了它的灵敏度。
三、局部放电监测系统的外部环境
1、系统选址建议
由于社会经济的发展，局部放电监测系统所处的环境应该尽量远离具有过多电子设备干扰源的地方，或选择一个单独且封闭的环境进行设备放置和监测。
2、系统接地建议
首先，在局部放电监测系统的接地方面要求单独的接地，不能和工厂、家用等电路的接地网连接在一起，以免产生过多的电磁干扰。其次，要满足局部放电监测系统所要求的电阻要求，如：小于1ohm或小于所处地域的接地电阻，并且尽可能隔离地表的电磁干扰。最后，系统接地极在接入室内时，不能与墙面、地面或其他物体接触，以免影响监测系统的灵敏度和准确率。
3、系统空间建议
随着通讯系统的不断发展，为了避免来自空间中各种无线信号的干扰，局部放电监测应在单独的屏蔽空间内进行。
4、系统电源建议
所有的局部放电监测系统使用的都是动力电源，如果系统与周围其他的电子设备共同用电，会导致系统电压波动等干扰情况出现。因此，局部放电监测系统在投入使用后应有单独的供电系统，避免周围其他设备的干扰。
四、结束语
110kV的高压电缆因其多用于短距离传输的使用特性，对比上述五种局部放电在线监测方法，建议采用超高频（UHF）法。超高频（UHF）法的灵敏度和定位准确性都较高，并且适用性强，可以更加及时、准确的反应出110Kv高压电缆中绝缘的状况，避免因绝缘异常而导致的各种人身伤亡、财产损失事故，值得局部放电监测系统相关责任人推广使用。
参考文献
[1]李巍巍，曹永兴，刘凤莲，等.电缆局部放电在线监测系统的设计[J].电信科学，2017（S1）：246-251.
[2]陈晓林，汪沨，谭阳红，等.GIS局部放电在线监测系统的研究与设计[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（3）：42-49.
[3]刘达伟，乔亚兴，刘剑青，等.基于超声波传感器的局部放电无线监测系统设计[J].电力科学与技术学报，2016，31（4）：161-167.
[4]刘凯，谭雅兰，张刚，等.基于无线传输的交联聚乙烯电缆故障在线监测系统研究[J].电网与清洁能源，2017（10）：63-66.
[关键词]110kV高压电缆；局部放电；在线监测
中图分类号：TM855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0130-01
引言：随着社会经济的发展，电力电缆的应用也变得更加广泛。电力电缆主要包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层，其中绝缘层作为隔绝电芯和外界电气的重要部分极易发生劣化，以致于影响电缆运行的状况，造成相关事故。而局部放电是绝缘介质中的一种电气放电，普遍存在于高压电缆的绝缘中。现如今，通过局部放电监测电缆运行状况的情况十分普遍，但由于该监测系统采用的方法多样且适用性不同，如果未能采用适合的方式进行在线监测，电缆运行中出现的问题依旧无法及时发现和解决。另外，由于局部放电监测系统的选址、空间、电源等相关外部环境的研讨文件较少，并且这些因素会影响局部放电监测的灵敏度和数据准确度，因此为了将局放监测系统更好的应用于电力电缆事业之中，相关人员应该对外部环境支持进行了解。
一、用于110千瓦高压电缆的局部放电在线监测系统的意义
电力电缆通常分为低压电缆、中低压电缆、高压电缆、超高压及特高压电缆[1]。而其中电缆因为绝缘层的差异又主要分为油纸绝缘电缆和XLPE电缆，现今随着社会经济的发展，XLPE取代了油纸绝缘电缆成为了最广泛使用的电缆绝缘材料，其性能优于前者且载流量大、损耗较小等优势。而本文中研究的110Kv高压电缆正是采用这种绝缘材料。
110kV电缆作为一种高压电缆，一般用于短距离的电力传输，属于电力系统中的中枢环节，其技术含量较高，使用特性不同于其他型号电缆，因此110kV高压电缆的局部放电在线监测方式也不能与其他型号电缆一概而论。而在局部放电在线监测方面，不同的监测方法有其自身的优势和局限。为了电力设备运行得到更全面、有效的保障，需要电力监测责任人立足于具体情况而选择更加适用的监测方法和外部环境支持。
二、局部放电监测系统的常用方法
1、脉冲电流法（HFCT）
脉冲电流法（HFCT）又称电磁耦合法或高频CT法，通过电缆绝缘内部放电在试验回路中形成电流脉冲，电流脉冲经过监测阻抗产生电压脉冲，电压脉冲再经过适当宽带的放大器放大，最终在仪器中测量或显示出[2]。脉冲电流法起源于罗果夫斯基線圈原理，其结构简单并且易于安装，但信噪比较低、测试频率低、信息量少，并且由于监测阻抗和放大器会对测量最终结果的灵敏度、准确度、动态范围等造成影响，因此如果用于电容量较大的高压电缆，测量灵敏度易受到限制。
2、电容耦合法
电容耦合法根据电容耦合的原理产生，此方法所使用的传感器分为内置和外置式。内置式的电容耦合传感器结构简单，并且监测频带较HFCT的更宽，灵敏度也相对较高，但由于安装需要破坏保护层并且灵敏度与金属片面积相关，因此对其安装的技术和环境有着很高要求，且如果测量频带选择不当还会收到大量噪音干扰[3]；而外置式的尽管安装简单，不需要破坏电缆保护层，且还具有抑制信号干扰、可定位的功能，但极易受到外部环境影响。
3、超高频（UHF）法
超高频（UHF）法又称高超频传感器法，它通过多个传感器捕捉电缆中局部放电时产生的超高频电磁波（300MHz～2GHz）信息，灵敏度较高，且能够通过传感器之间的信息反馈增加定位的准确性，但它容易受到GMS及数码电视信号的干扰及现场环境电晕的干扰。
4、光学测量法
光学测量法作为非电测法的一种，起源于法拉第和费尔德的磁光效应，通过收集电缆发生故障或存在缺陷部位的磁场变化信息，将该信息转化为光强的变化实现监测。它可以最大程度的减少外部环境的电磁、造影干扰，只是目前在电缆局部放电监测中的技术还不够成熟[4]。
5、超声波法
超声波法是利用20kHz以上的超声波进行局部放电监测的一种方法，通过监测因电缆局部放电而产生的冲击波，可以发现电缆内部的绝缘劣化。由于其频率高于其他声波，因此可以不受电磁噪音的干扰，并且操作简单。但也因为它的高频率，导致了它在传播过程中衰减更大，影响了它的灵敏度。
三、局部放电监测系统的外部环境
1、系统选址建议
由于社会经济的发展，局部放电监测系统所处的环境应该尽量远离具有过多电子设备干扰源的地方，或选择一个单独且封闭的环境进行设备放置和监测。
2、系统接地建议
首先，在局部放电监测系统的接地方面要求单独的接地，不能和工厂、家用等电路的接地网连接在一起，以免产生过多的电磁干扰。其次，要满足局部放电监测系统所要求的电阻要求，如：小于1ohm或小于所处地域的接地电阻，并且尽可能隔离地表的电磁干扰。最后，系统接地极在接入室内时，不能与墙面、地面或其他物体接触，以免影响监测系统的灵敏度和准确率。
3、系统空间建议
随着通讯系统的不断发展，为了避免来自空间中各种无线信号的干扰，局部放电监测应在单独的屏蔽空间内进行。
4、系统电源建议
所有的局部放电监测系统使用的都是动力电源，如果系统与周围其他的电子设备共同用电，会导致系统电压波动等干扰情况出现。因此，局部放电监测系统在投入使用后应有单独的供电系统，避免周围其他设备的干扰。
四、结束语
110kV的高压电缆因其多用于短距离传输的使用特性，对比上述五种局部放电在线监测方法，建议采用超高频（UHF）法。超高频（UHF）法的灵敏度和定位准确性都较高，并且适用性强，可以更加及时、准确的反应出110Kv高压电缆中绝缘的状况，避免因绝缘异常而导致的各种人身伤亡、财产损失事故，值得局部放电监测系统相关责任人推广使用。
参考文献
[1]李巍巍，曹永兴，刘凤莲，等.电缆局部放电在线监测系统的设计[J].电信科学，2017（S1）：246-251.
[2]陈晓林，汪沨，谭阳红，等.GIS局部放电在线监测系统的研究与设计[J].电力系统及其自动化学报，2017，29（3）：42-49.
[3]刘达伟，乔亚兴，刘剑青，等.基于超声波传感器的局部放电无线监测系统设计[J].电力科学与技术学报，2016，31（4）：161-167.
[4]刘凯，谭雅兰，张刚，等.基于无线传输的交联聚乙烯电缆故障在线监测系统研究[J].电网与清洁能源，2017（10）：63-66.