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電力電纜線路運行溫度在線檢測技術應用研究

文檔作者：宋鵬先，朱曉輝，朱明正，王浩鳴，房晟辰文檔來源：國網天津市電力公司電力科學研究院		更新日期： 2026年05月19日	點擊數：
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2018 年 2 月 Engineering Technology and Application | 工程技術與應用 | ·33·
電力電纜線路運行溫度在線檢測技術應用研究*
宋鵬先，朱曉輝，朱明正，王浩鳴，房晟辰
（國網天津市電力公司電力科學研究院，天津 300384）
摘 要：隨著市場經濟發展水平不斷的提高，人們開始對電力電纜線路的運行安全穩定要求越來越高?？墒?，傳統的熱
電偶局部點測溫技術無法實現線路的實時監控目標，給電力電纜線路運行帶來了非常大的安全威脅。據此，相關工作人
員從在線測溫技術應用方式和實踐著手，將技術作用于實際線路運行的普及率提高，從而滿足電力系統優化建設的需要。
文章介紹電力電纜線路運行溫度在線檢測技術，重點分析對其運行和維護。
關鍵詞：電力電纜；線路；運行溫度；在線檢測技術
中圖分類號：TM247 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2018）02-0033-02
* 基金項目：國家自然科學基金（51537008）；This work
is supported by the Chinese National Natural S cience
Foundation under the Grant 51537008.
作者簡介：宋鵬先（1986-），男，博士，工程師，研究方向：
電纜絕緣老化評估及帶電檢測。
我國電網電纜平均出現故障的幾率比較大，重點就
是因為缺乏對電力電纜線路的在線監測工作。電力電纜
線路運行當中，出現故障的往往都是來自于比較細小的
漏洞，漏洞所在點經常出現異常發熱，造成缺陷點溫度
不正常升高。終端、中間接頭，尤其是中間接頭是整條
電纜系統當中絕緣性能最為脆弱的地方，作為電力故障
的高發地帶。另外敷設彎曲時，由于形變，絕緣本體密
度以及絕緣強度出現了改變，電場與熱場分布也出現了
各種畸變，彎曲敷設的地方同樣也是故障高發的地帶。
因此，怎樣對故障高發地帶進行全范圍精確的溫度檢測
尤為關鍵。通常來說，火災是最大的危險，避免電纜火
災需要擺在第一位的工作上。傳統的測溫方法只能對局
部進行測溫，不能對整條電力電纜線路實現溫度在線監
測，非常危險，還存在局限性?？墒?，隨著測量技術的
高速進步發展，分布式光纖連續在線檢測技術出現，只
利用一根或者幾根光纖，就能夠實現對長達數公里的線
性設備以及點式設備監測目標，而且電力電纜線路運行
溫度在線檢測技術獲得非常廣泛的使用。
1 電力電纜線路運行溫度在線檢測技術
1.1 點式溫度傳感技術
此技術重點是依靠幾個溫度傳感器。例如熱電偶、
熱電阻等，利用點式的溫度傳感器來對現場幾個特定
點的溫度進行檢測。此技術主要是需要使用特定的專用
電纜從溫度傳感器那里獲得溫度數據，將其傳輸到計算
機終端之后進行數據分析處理的一種技術。點式溫度傳
感技術利用比較多的就是依賴溫度傳感技術或者熱電偶
進行溫度檢測技術，工作原理主要是根據之前將熱電偶
或者溫度傳感器安裝到電纜線路當中非常關鍵的位置當
中，即最容易出現故障的地方，確保可以對這些地方實
現監測的技術。這樣的技術優勢就是操作簡便，方法既
簡單又容易學會，缺點是無法進行全面的檢測，監測范
圍受到限制。
1.2 熱效應在線檢測技術
熱效應在線檢測技術主要是依靠在熱效應的前提基
礎之上開發出來的電力電纜線路運行溫度監測技術。應
用方式就是使用紅外線技術來對電力電纜的表面溫度進
行測量，這里的紅外線技術就是紅外熱像儀。之后，技
術使用工作人員按照所獲取的溫度改變信息，將電纜線
芯的溫度計算出來。熱效應在線檢測技術實現了非接觸
式的線路運行穩定檢測，從而可以對其運行情況進行一
個非常精準的判斷。起到核心效果的紅外熱像儀最容易
受到周圍環境的影響。因此，技術工作人員要嚴格控制
熱效應在線檢測技術的使用條件。
1.3 新型線式溫度傳感技術
新型的線型溫度傳感器，也就是需要可以感應到溫
度的感應器，但是感應器并不是放在電纜上面，而是電
纜自身就是由特殊材料所形成的。這樣的電纜統一叫做
感溫電纜，選擇好感溫電纜之后，將這兩種電纜捆扎到
一起用來測量被測區域的溫度數據。這樣的測溫傳感技
術的工作原理主要是被當成被測電纜的溫度超出預先設
置的最大溫度。感溫電纜將出現短路，朝控制它的主機
發出預警信號，滿足電纜溫度監測的目標。這樣的測溫
技術主要具備非常多的缺點，例如溫度固定，無法按照
實際情況進行靈活變化。還有預警信號不完整，主要是
因為感溫電纜并未全面覆蓋。由于存在非常多實際影響
使用的確定，因此這樣的傳感技術并未被過多的投入到
實際的使用過程中。
1.4 光纖傳感技術
目前，制作光纖的主要成分就是SiO2 分子結構組
成的石英玻璃。分布式光纖溫度檢測技術的主要的基
本原理就是后向拉曼（Raman）散射效應。使用波長為
980nm 的激光脈沖和光線分子互相作用，構成后向拉曼
散射，拉曼散射可以將光線分子的熱振動密切體現出來。
當前分布式光纖溫度檢測技術使用最為廣泛的就是光時
域反射（OTDR）測溫技術，這個技術性能和使用效果
可以從最大程度上將電力電纜線路實時溫度檢測的基本
需要充分滿足。可是光時域反射測溫技術存在非常多的
不足，比如對激光器和光開關技術參數的需求非?？量?、
需要非常高的后期維護技術、關鍵器件的有效使用期限。
因為現今光纖技術的高速進步發展，電纜溫度檢測當中
光纖傳感技術得到了廣泛的使用。電纜溫度監測當中使
用最多的就是分布式光纖溫度監測技術，工作原理就是
后反向拉曼散射效應。分布式光纖溫度監測利用的是光
時域反射測溫技術。這個技術在電力電纜進行溫度監測
可以獲得良好的效果，應用十分股哪個服那。可是光時
域反射測溫技術存在一定的缺陷，例如要求比較高的激
光器和光開關技術參數、后期維護成本和難度比較大、
器件使用壽命短。所以，要從光頻域的角度檢測電線電
纜的溫度。
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2018.02.011
·34· | 工程技術與應用 | Engineering Technology and Application 2018 年 2 月
2 電力電纜線路的運行
2.1 電纜的運行電壓
一般來講，電纜線路的運行電壓以及額定電壓之間
存在聯系。一旦有些電纜線路不投入使用必須要和電網
相連接，這樣才可以保證電纜線路不會受到潮濕。中性
點不接地的同時，一旦出現單相接地，運行時間就需要
控制在兩個小時之內。
2.2 電纜的運行溫度
從電纜的運行效果來講，一旦電纜運行速度過大將
導致溫度上升，電纜線路的絕緣以及老化速度也開始不
斷的加快。此外，一旦電纜線路的溫度過高將出現熱膨
脹的情況。嚴重的將構成電纜內部出現空隙，這些空隙
長時間存在將出現游離情況，同時還可以直接造成損壞。
所以，電纜運行的同時，工作人員要對電纜芯導體部分
溫度實現控制。一旦是110kV 的充油電纜攬芯，溫度要
控制在標準的溫度范圍當中?？墒?，因為電纜芯溫度無
法預測，所以，工作人員需要按照電纜表層溫度來對電
纜芯的溫度進行判斷。一般來說，表層溫度差要控制在
15℃左右。此外，測量溫度的過程中，測量人員需要利
用對應的限制負荷的措施，檢測地上和地下的電纜線。
2.3 電纜的運行負荷
不同電纜線在電壓環境中運行負荷量也不一樣，負
荷量不允許過大，可是對經常性的符合電流來講，小于
最長期使用的電流能夠在短時間里利用過量的負荷。一
旦是小于10kV 的電纜線，最大的負荷電流不要大于額
定電流的110%，停留時間也不要超出兩個小時。
3 電纜線路的運行維護措施
3.1 制定完備的電力電纜維修管理機制
因為電纜敷設的范圍廣泛，電纜數量比較多，所以
需將電纜維修工作具體落實到統一的管理機制當中進行
運行。首先，確定電纜維修具體措施及具體方法，嚴格
規范電纜維修工作的具體細節；其次，維修工作需要落
實到個人，明確分工，及時向上級反映匯報日常維修的
工作；再次，提高維修工作人員的工作質量，定期做好
政績考核，利用獎懲制度，對疏忽導致的電纜工作問題
實現處分，對工作認真的人員實行獎勵制度激發員工的
積極性；最后，增強對電纜維修工作者的素質培訓力度，
保證工作者可勝任電纜維護工作，避免帶來安全威脅。
3.2 電力電纜線路溫度的維護檢測
抽查檢測電力電纜線路溫度重點是由以下工作組
成：①對電力電纜線路周圍的環境溫度定期維護好，同
時做好對應的記錄工作；②對地下的電力電纜線路要進
行不定期的抽查線路密集地帶或者散熱不快的地方的溫
度，將實時記錄做好；③不同季節利用不同方法進行溫
度檢測，夏季，要加強溫度維護以及監管力度，測試電
力電纜線路最大負荷之下的溫度改變；④電力電纜線路
溫度進行測量檢測的過程中，要同時對電力電纜線路區
域當中土壤的溫度、大氣的溫度一同檢測，同時要將統
計工作做好，將曲線圖繪制出來，直接表示了電力電纜
線路溫度和環境的變化情況；⑤熱力管道周圍的電力電
纜線路的測試的過程中，要利用特殊的溫度檢測形式，
防止由于環境的影響導致測試無效的情況出現；⑥電力
電纜線路溫度進行測試的過程中出現溫度異常情況，要
對溫度異常情況的詳細過程記錄，同時給有關單位提出
維修申請，防止由于溫度異常導致財產出現損失等情況。
3.3 做好對電纜技術資料的管理
使用計算機技術來統一管理電纜運行情況以及技術
資料。當中主要包含對電纜網絡總平面圖、電纜鋪設線
路、電纜漏洞分析管理工作以及電纜施工的詳細路段的
標準和日常維修報告、專檔管理等。這些管理工作都帶
給電力電纜維修工作非常清楚可靠的數據資料支撐。例
如電纜日常維修資料的管理，可以加強電纜出現問題地
方的了解，日常監測當中要有目的有針對性的進行檢查。
同時，記錄下維修方法為接下來的維修工作帶來更好的
例子，給維修工作帶來非常大的方便。
4 電力電纜運行溫度在線檢測技術應用
4.1 分布式光纖溫度傳感技術的優勢
分布式光纖溫度傳感技術的優點主要是可更好的應
對易燃易爆的不良環境。因為這樣的技術不再是使用傳
感器技術，而是利用光頻域反射測溫法，不但將傳統測
溫方法當中的不足彌補，還能夠將檢測溫度的速度提升。
在惡劣的環境中還可正常的運行，保證良好的安全性能。
4.2 電纜發熱的在線監測儀
一般的測溫方式不是非常精準也容易失去效果，很
難掌握每一條電纜每一段時間的發熱情況，決定利用智
能溫度傳感器，同時綜合單片機系統制作一款適合于電
網電纜狀態檢修的檢測儀器。伴隨著我國電子技術水平
的不斷發展，利用單片機連續對電纜發熱溫度實現監測，
不但具有組態簡單、準確可靠監控、自動報警等優勢，
正因為使用的正式最為先進的測溫度技術，從而要和傳
統測溫方式比較具備非常良好的準確率，實現降低電纜
出現火災事故的幾率。
4.3 查詢電路
查詢電路主要是使用在對電纜歷史報警溫度和實踐
進行查詢，方便檢修工作人員可以隨時對地的對電纜每
一個時間的發熱情況了解和掌握。通過按鈕將顯示第幾
天的溫度值進行確定，將溫度值讀取到單片機的內存中，
發命令給讀寫程序，找到對應的地址單元，讀取地址單
元的內容。
5 結束語
總之，檢測技術的使用和不斷進步有助于電力電纜
線路的保護工作，先進的在線檢測技術能夠提供更加精
準的檢測數據，將線路的實時監測要求充分滿足。為了
更好的實現對電力電纜線路的保護目標，技術工作者需
要積極將在線檢測溫度軟件以及技術進行創新，從而深
入的對電力電纜導體溫度的實時計算方法進行研究，最
后達到控制線路載流量的目的。
參考文獻：
[1] 叢熙滋.35kV 及以下電纜線路故障分析及對策研究[D]. 大
連理工大學,2016.
[2] 張曉群. 變電設備在線檢測技術及狀態檢修的研究[J]. 工
程技術研究,2017,(6):144-145.
[3] 李德泉. 電力電纜運行狀態在線監測系統的設計[J]. 通信
電源技術,2017,34(1):93-94.

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