隧道敷设高压交联电力电缆分布式测温应用分析.pdfVIP

第 42 卷 增刊：1-4 高电压技术 Vol.42, Supplement: 1-4 2016 年 7 月 31 日 High Voltage Engineering July 31, 2016 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20160701001 隧道敷设高压交联电力电缆分布式测温应用分析 杨 朗，王 浩，叶冠豪，童 斌 210000 （国网江苏省电力公司南京供电公司，南京 ） 摘 要：为了提高电缆的运行维护水平，保证电网的安全稳定运行，介绍了通过分布式测温技术对隧道敷设高压 交联电力电缆运行状态进行监控的方法。通过分布式测温技术发现负荷瓶颈段和负荷瓶颈点。针对电缆负荷瓶颈， 引入Neher-McGrath 解析法，为电缆过负荷运行提供判据。根据分析分布式测温数据，对电缆运行状态做出评价， 提升电缆运行维护效率与水平。 关键词：交联电力电缆；分布式测温；隧道敷设；负荷瓶颈；解析法；过负荷温升 0 引言 由于地下电缆相较架空线路而言，占用空间 小，美观和谐，所以在人口稠密的发达城市，电力 通常通过电力电缆来传输。但是，为了保证安全和 供电可靠性，电缆通常在低于实际载流量的条件下 运行，从而造成投资和运维的巨大浪费。 根据实际建设情况，隧道敷设电力电缆一般为 110 kV 及以上电压等级的高压电力电缆，对于电网 的安全稳定运行具有重要意义。本文通过参考电缆 图 1 光纤中的散射光 线路分布式测温数据，对电缆运行状态进行分析， 对于电缆运行维护具有重要意义。 低的温度范围内，交联聚乙烯绝缘介质易产生相应 的形变，但能可逆地恢复原状。此时，介质具有较 1 电缆分布式测温及其应用 好的热稳定性能和机械性能。在 120 ℃以上的较高 通过分布式测温，寻找电缆线路中电缆外护套 温度范围内，交联聚乙烯绝缘介质伴随链段滑移， 温度的较高值，并将它与同期环境温度进行比照， 链段伸展，易产生形变，此形变无法恢复，造成介 对电缆运行情况作出判断。 质热稳定性能和机械性能迅速瓦解。 电力电缆运行中导体的温度是确定电缆是否 对于电缆绝缘介电性能，温度在 137 ℃以下时， 达到载流量的依据。根据数学推导负荷点定律，若 交联聚乙烯绝缘介质的介电性能基本不随温度变化 环境条件的变化时间常数远大于电缆本体的热传导 而变化；温度在 137 ℃以上时，交联聚乙烯绝缘介 时间常数，则表面温度的最高点处也是导体温度的 质的介电性能随温度变化而小范围波动变化，但温 最高点处。此外，通过测量电缆外护套的温度表征 度上升，宏观表现出介质的介电性能劣化[2] 。 [1] 电缆导体温度的可行性已被试验证实 。 1.3 分布式测温的应用 1.1 分布式测温技术 基于频域的拉曼测温系统可以将全线的测温 分布式光纤测温技术利用在光纤中传播的散 2 值反映在图表上。如图 所示，在隧道敷设电缆上 射光受温度调制的特性，在光纤的一端将此携温信 用扎带固定感温光纤，以通过监测电缆外护套温度 3