高压电力技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇高压电力技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：高压；电力电缆；设计技术

中图分类号：TM247文献标识码： A

引言

目前，随着我国经济的不断发展，电力事业作为国民经济的重要组成部分也得到了一定程度的发展，对于我国社会生产有着重要的促进作用。高压电力电缆是电力中不可缺少的重要组成部分，所以，为了更进一步的促进电力事业的进一步发展，高压电力电缆的设计就显得极为重要。在高压电力电缆的设计中，由于其重要性，就必须加强高压电力电缆设计技术，从而完善电力系统，促进电力事业的进一步发展和进步。

一、高压电力电缆护层的选择

1、交流系统单芯电力电缆，当需要增强电缆抗外力时，应选用非磁性金属铠装层，不得选用未经非磁性有效处理的钢制铠装。

2、在潮湿、含化学腐蚀环境或易受水浸泡的电缆，其金属层、加强层和铠装上应有聚乙烯外护层，水中电缆的粗钢丝铠装应有挤塑外护层。

3、在人员密集的公共设施，以及有低毒阻燃性防火要求的场所，可选用聚氯乙烯或乙丙橡胶等不含卤素的外护层。防火有低毒性要求时，不宜选用聚氯乙烯外护层。

4、除－15 ℃以下低温环境或药用化学液体浸泡场所，以及有低毒阻燃性要求的电缆挤塑外护层宜选用聚乙烯外，其他可选用聚氯乙烯外护层。

5、用在有水或化学液体浸泡场所的6～35 kV或35 kV以上交联聚乙烯电缆，应具有符合使用要求的金属塑料复合阻水层、金属套等径向防水构造。敷设于水下的中、高压交联聚乙烯电缆应具有纵向阻水构造。

6、电缆外护层选择。电缆的外护层主要有PE护层和PVC护层两种。PE护层的力学性能及电气性能要比PVC护层好，它具有施工方便的特点，然而没有阻燃性能，主要用于直埋以及穿管敷设。PVC护层具有阻燃性能，则适于明敷。为了电缆的维护与试验方便，外护层外要具备一层外电极。外电极能够随外护套一起挤出【1】。

二、电力电缆接地方式

电力安全规程规定：电气设备非带电的金属外壳都要接地，因此电缆的铝包或金属屏蔽层都要接地。高压电缆线路安装时，应该按照GB50217―2007《电力工程电缆设计规程》的要求，单芯电缆线路的金属护套只有一点接地时，金属护套任一点的感应电压不应超过50～100 V，并应对地绝缘【2】。如果大于此规定电压时，应采取金属护套分段绝缘或绝缘后连接成交叉互联的接线。为了减小单芯电缆线路对邻近辅助电缆及通信电缆的感应电压，应尽量采用交叉互联接线。在电缆长度不长的情况下，可采用单点接地的方式。为保护电缆护层绝缘，在不接地的一端应加装护层保护器。

1、护套两端接地

66 kV及以上电压等级XLPE单芯电缆金属护套上的感应电压与电缆的长度和负荷电流成正比。当电缆线路短，传输功率小时，护套上的感应电压也会非常小。护套的两端接地通路后，护层中的环流就会比较小，就会造成不明显的损耗，这样对于电缆的载流量产生的影响比较小。当电缆线路短，利用小时数低，而且传输容量大时，电缆线路能够采用护套两端接地的方式。

2、护套一端接地

若电缆线路能够达到500米或者以下的长度，电缆护套就能够采用一端直接接地（通常在终端头位置接地），另一端经保护器实现接地，如此一来，护套不会形成回路，对于护套上的环行电流就可以有效减少甚至消除，从而提高电缆的输送量。为了确保人身安全，非直接接地一端护套中的感应电压不能够大于50 V，倘若电缆端头处的金属护套用玻璃纤维绝缘材料覆盖，电压就能够提高到100 V。护套一端接地的电缆线路，需要安装一条导体，该导体沿着电缆线路平行敷设，确保导体两端接地，也将这种导体称之为回流线。

3、护套中点接地

电缆线路采用一端接地感到太长时，可以采用护套中点接地的方式。这种方式是在电缆线路的中间将金属护套接地，电缆两端均对地绝缘，并分别装设一组保护器。每一个电缆端头的护套电压可以允许50 V， 因此中点接地的电缆线路可以看做一端接地线路长度的两倍。

4、护套交叉互联

比较长的电缆线路（大于1 km及以上时）就能够采用护套交叉互联方式。这主要是把电缆线路分成若干段，再把每一段分成长度相等的小段，然后在每小段之间安装绝缘接头。三相之间采用同轴引线通过接线盒进线实现换位连接。绝缘接头处要安装一级保护器，每一大段的两端护套分别互联接地。

三、高压电力电缆的敷设

首先要了解敷设现场，主要包括隧道、直埋、沟道和水下等，其次还要了解敷设总长度、各转弯点位置、工井位置、上下坡度以及地下管线位置等因素。电缆线路总长度设置要首先检查线路是否有预留位置。为了确保电缆运行的可靠性，要尽可能的减少电缆接头。而高压电缆，也就是35 kV及以上电压等级电缆，就需要采用假接头形式来完成交叉互联，不仅不会破坏导体的连接性，还能够很好的提高电缆输电能力。电缆盘旋转的最佳位置在转弯处、接头处和上下坡起始点，若是66 kV及110 kV电缆的敷设就要将牵引机考虑在内。再者还要对各转弯处电缆的弯曲半径的要求进行严格测量。电缆中间接头处的防水处理必不可少，这对于防止XLPE电缆在局部高电场作用下发生树枝化老化而最终导致绝缘击穿非常重要。 XLPE电缆的接头低于原电缆护套，尤其是中低压电缆，由于没有金属护套，密封处如果进水，将会使得绝缘部分直接暴露在水中【3】。而高压电缆的接头即使具备了金属护套，但是金属护套的连接处还有一些不足之处。所以，要慎重进行接头位置的选择，要根据实际情况做好防水工作，尤其是接头位置的防水，尽量在电缆沟道与直埋处采取相关措施进行防水，从而确保高压电力电缆敷设的科学性和合理性。

四、高压电力电缆及其附件的布置与安装

1、电缆中间接头

电缆中间接头一般采用的是整体预制，它的接头可以分为两种：直通中间接头和绝缘中间接头，这两种接头的外壳都是玻璃钢，可防水。一般在电缆接头的地方都设置了专用的电缆接头工井。接头工井一般规格是20米或10米长，主要是方便电缆的蛇形敷设和伸缩安装。一般电缆接头首先是放在沙袋上固定，在完成施工作业之后再充沙填埋。

2、电缆终端的选择与连接

电缆终端一般可以分为三种：干式硅橡胶终端、瓷套式终端以及GIS终端。这三种终端方式运用的地方也不同，其中干式硅橡胶终端一般是用在架空线路与电缆相连接时电缆上铁塔，此时就需要采用合理的固定方式固定好终端和电缆，通常采用的方式就是首先用绝缘子串将电缆终端拉直之后再将其固定在铁塔横担的中间。瓷套式终端一般是用在敞开式变电站进线构架的地方，而GIS电缆终端则是用在G IS变电站内。目前我国电缆T接头使用技术还不够成熟，如果几回电缆线路需要T接时，那么就可以直接建一个T接房，然后用干式硅橡胶终端或导线将瓷套式终端进行T接。为了防止导线的动力使硅橡胶终端弯曲，损坏电缆终端和造成安全事故，在使用干式硅橡胶终端进行T接时，就需要采用硬连接方式。

3、避雷器的选型及安装

避雷器的选型需要根据工程实际情况和避雷器的选型相关规定来选择，在铁塔和高压单芯电缆相连接的地方一般都需要装设避雷器。

结束语

综上所述，本文主要从高压电力电缆护层的选择、电力电缆接地方式、高压电力电缆的敷设以及高压电力电缆及其附件的布置与安装等方面，对高压电力电缆的设计技术要点进行了分析研究，对于电力电缆的发展和进步有一定的借鉴意义，为高压电力电缆的科学性和合理性提供了基础，也在一定程度上促进了电力事业的发展。

参考文献：

[1]刘宝生,贾忠,杜永香. 高压电力线对通信线路影响的计算[J]. 宁夏电力,2005,S1:98-100.

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【关键词】电力电缆；故障测距；电桥法

电力电缆在城市电网中的应用越来越广泛，对城市的电力发展具有重要的作用。但是由于制造缺陷、机械损伤、安装质量、雷击现象、绝缘老化等原因，电缆故障时有发生，给社会的经济和生活造成了重要的影响。当电力电缆发生故障后，如何有效的分析电缆故障，根据电缆敷设的参数和环境，通过有效的探测方法，准确的判定故障的位置与原因，并进行快速的处理，提高电能恢复的速度。

一、电力电缆常见的故障

高压电缆或低压电缆在运行的过程中，由于施工安装、过负荷运行、外力作用、绝缘老化、环境变化等原因造成电力故障，影响电力的正常供应，主要的故障如下：

1.机械损伤：在施工安装的过程中，没有按照操作规程进行施工，造成电力电缆的机械损伤。

2.绝缘故障：由于环境的变化引起电缆的绝缘受潮、绝缘老化变质。

3.过电压：电路长期处于过电压的影响，容易造成电缆的老化。

4.质量不合格：电缆出厂时不能够满足要求，存在工艺、材料的缺陷。

5.运行维护不当：电缆护层的腐蚀、电缆的绝缘物流失，引起电缆故障。

二、高压电缆故障的探测的步骤

对于高压电缆常见的故障，一般的方法很难进行诊断，需要采用专门的仪器和方法进行测试和判定。

1.高压电缆故障性质诊断与测试

高压电缆故障性质的判断，首先根据故障的性质进行分析：故障电阻是高阻还是低阻、是闪络还是封闭性故障、是接地、短路、断线或者它们的混合、是单相、两相或者三相故障，通过分析之后，确定故障的性质，能够方便检修人员在较短的时间内确定电缆故障测距与定点方法。

2.高压电缆故障测距

高压电缆故障测距首先要进行简单的估计，便于进行下一步测试，在电缆的一端使用对应的测试仪器对故障进行分析，初步确定故障距离，有利于缩短故障点的范围，节省检修的时间。

3.故障点精确定位测定

按照故障测距所估算的结果，初步估算出故障点的位置和故障的类型，就可以对故障进行精确的测试，可以采用对应的故障测试方法确定故障点的准确位置。

三、高压电缆故障的定位测试

电缆故障的测试在经过估算之后，需要对关键点进行测试，故障测距是否精确直接影响故障点距离的判断。

1.高压电缆故障测距的方法

故障测距常用的测试方法是电桥法（有电阻电桥法，电容电桥法）。它的优点是简单，方便，精度高，能够快速的定位，缺点是不适于高阻或闪络性故障。但是在实际的电缆故障一般是高阻与闪络性故障，采用电桥法比较困难。近年来，在现代电力电子技术快速发展的情况下，电缆故障测试技术有了新的发展，如脉冲电流法、路径探测法、路径探测的脉冲磁场法，以及利用计算机技术对磁场与声音信号时间差寻找故障位置的方法等，将故障测试方法引入智能化阶段。对于故障检测的方法很多，但是在实际的测试过程中，要考虑故障的类型选择合适的测试方法进行测试，常见的电力电缆具体故障类型及对应采用的检测方法详见表1所示。

2.电桥法

电桥法就是用双臂电桥的方法，测出电缆芯线的直流电阻值，根据电缆长度与电阻自己的正比例关系，计算出电缆的故障点，这种方法简便，容易操作，这种测距方法的原理是将被测电缆故障相与非故障相短接，电桥两臂分别接故障相与非故障相，调节电桥两臂上的一个可调电阻器，使电桥平衡，通过测量实际的电阻值，计算故障点。电桥法工作原理如图1所示，即被测电缆末端无故障相与故障相短接，电桥两输出臂接无故障相与故障相，形成一个完整的桥接回路。

在图1中：R1为已知测量电阻；R2为精密电阻箱；R3为故障点通过跨接线到另一端的电阻；通过测量电阻，就可以计算L为电缆长度；Lx为电缆一端至故障点的距离。

3.高压电缆故障测距的试验分析

在某段电缆型号为ZQ20-3×240+1×120的输电段线路，长度约为200m。在运行过程中中控室收到电缆故障信号，产生故障，自动装置自动跳闸。运用上面讲述的方法和电缆探测步骤的方法，经初步判断为断线故障，可以采用电桥法进行粗测，最后通过准确的计算机，可以求出故障的关键点。利用电缆故障测试仪可以测出相应的策略数据：

按照电桥平衡原理，对线路进行测试，通过计算分析可以得数据结果如表2所示。

对表2的数据进行分析，采取平均值的计算方法，可以测距结果为故障点距配电屏172米左右，这样就可以确定线路的故障点。

四、结论

随着对电缆应用的广泛应用，可以将多种测量方法混合使用来测量线路的故障点，就故障的具体问题进行具体分析，根据电缆的故障类型，电缆的敷设特点以及电缆所处的环境等因素综合考虑，选择合适的测量方法，采用合适的方法来进行故障的测距和定点工作，缩减电力电缆故障处理时间，提高用电可靠性，大大减少了停电的损失。

参考文献

[1]李国信，张晓滨，高永涛.电力电缆测试方法与波形分析[J].中原工学院学报，2010（6）.

[2]熊元新，刘兵.基于行波的电力电缆故障测距方法[J].高电压技术，2010（1）.

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关键词：高压电力电缆 故障监测技术 研究

中国正在推行电网改造，在国家大力支持下，进度十分迅猛，致使高压电缆使用范围不断扩展。但是目前已然出现问题，中国高压电缆并没有达到完美状态，电缆质量不好、安装不到位、原来安装的高压电缆出现绝缘老化，各种各样的问题，导致高压电缆频发故障事件。此类事件，不仅在电缆使用过程中的维修、排除故障造成很大的困扰，在大众生活、生产方面所造成的损失，更是不可估量。

1 高压电缆故障

在电力出现故障之时，维修人员需要及时对故障进行排解，从各项指标、参数之中，来看是哪些因素造成故障。在电缆运行状态中，会出现一些障碍，而这些障碍是由不同因素导致。

1.1 电缆运作前 目前中国电缆在制造方面存在些许不足，在电缆使用过程中，各种问题都会随机出现。在电缆运作之前，工作人员需要手动装置电缆，很可能会出现装置无法到位，导致电缆在运行过程中故障出现。这是现在电缆运作之中，最常见的问题之一。

1.2 电缆运作中 中国是一个用电大国，可想而知，高压电缆在运作过程中肯定会出现巨大的压力，用电高峰期更是如此，负荷完全超出预想。在超负荷工作下，电缆很可能会导致故障现象，而这种负荷产生的故障，对电缆的影响特别大。高压电缆在日常维护之中，工作人员在各项操作上造成的疏忽，也会导致电缆运行过程出现故障。

例如，在进行电缆养护过程中，疏忽了电缆绝缘体流逝问题，原本保护层遭受腐蚀。这些问题都很容易被忽略，然而，这些问题也是很容易导致故障出现。一旦出现问题，也会无法轻松修复，面对的则是更严峻的维修问题。

1.3 长久运作导致疲劳 不管是那种设备、设施，一旦长时间运作，都会产生疲劳。高压电缆也不例外，在长时间的运作过程中，疲劳也会随之而来，导致故障产生。

比如，某县的高压电缆长期工作，并且要面对超负荷的电力输送，覆盖面积广泛，承担着全县人民生活用电、生产用电、商业用电等巨大的用电量。虽然平时有进行保养，可长期的工作运行，依然会出现机械性损耗，从而导致过电质量出现问题。绝缘时间久，会导致绝缘体老化、失效等问题存在。在这样的情况下，高压电缆经常会出现故障。普通维修已达不到理想效果，只有对电缆进行更换，亦或是加强养护与监控力度，才能保证电力正常运作。

2 高压电缆故障监测

在高压电缆出现故障之后，必须要及时进行监测，才能将问题进行避免，确保损失降到最小。在对高压进行检测的过程中，需要有很多步骤。首先是对故障进行判断，到底是何原因造成。然后寻找故障点，最后进行维修处理。在整个故障监测过程中，如下几点是检测过程中存在的主要问题：

2.1 判断故障性质 在故障出现之后，首先需要做的就是将故障性质进行判断，看到底是什么原因造成故障产生。例如高阻、低阻的区分；故障是以多项故障存在，还是单项故障；亦或是电缆出现短线、短路等，各种不同故障，所需要制定的方案也是各有不同。利用监测技术，对现在所呈现的参数进行分析，致力于将维修效果做到最好。

2.2 故障电缆测距 在判断是什么原因造成故障之后，就要对故障进行粗略估计，利用监测技术对故障进行距离判断，将检测范围无线缩小，以最快的速度找到故障发生点。这个步骤必须要依靠先进的监测定点故障范围，在整个电力电缆故障处理过程中，尤其重要。

2.3 故障点精确定位 在有了初步的范围监测之后，根据现下电缆情况进行确定大致故障范围，在这个范围中对准确位置进行定位，故障点精确位置更容易找到。

3 电缆故障测距

在电缆故障过程中，故障测距至关重要，是定位电缆故障范围的重要指标。只有在测距过程中，将故障范围搜索完成，才能以最快的速度，找到故障点。只有找到故障点，才能及时进行电路抢修工作。

3.1 测距方式 在整个故障监测过程中，测距是最重要的环节。现今为止，惠斯顿的电桥法是最为可靠、有效的方法之一。这个方法的优势很明显，那就是操作简单、快捷准确定位。电容电桥与电阻电桥两种，近年来，监测技术有了突飞猛进的发展，故障监测方式也是不断推出许多全新模式，推陈出新，致力于使用效果更好。

例如现下的电流法、路径探测等，都是最新推出的检测方式，将检测方式与网络相结合，将电网监测推上智能轨道。

3.2 脉冲电流故障监测法 在目前的电缆故障监测方法之中，脉冲电流是一项很受欢迎的检测方式，在以往的监测方法之上，进行改进，逐步完善，将故障监测技术稳步提升。使用过程将关联线路间的波段感应，得到一个与其直接关联的方程式。此方法在国内外很多地方都进行试验，证实效果非常好。相比之前的故障监测方法，更加便捷。如表1所示，不同的电力电缆出现故障之时，采取针对性监测方法，才能直接得到精确结果。

3.3 电桥法 电桥法是一项在电缆监测系统中，不可跨越的经典，其操作步骤也相对复杂。首先要测量出电芯电阻值，还要对电缆总长度进行测量，将这些数据采集完成之后，才能根据数据计算，得知故障点存在范围。

例如：将电缆长度计算为ZQ30-4×251+2×152，长300米的电缆在运行中出现故障，并且已经自动跳闸，怎样对故障进行分析，对故障进行测距。

根据原理，可以将其判断成断线故障，这个时候就需要使用电桥法，对故障点进行测距。首先对电缆的首段、末端进行测试，根据公式进行解答，并且配合电桥原理，可以得出一些数据。

首段测量结果为：LX（顺）=3RL/（M+R）；LX（逆）=3ML/（M+R）

末端测量结果为：LX（顺）=（M+R×L） /（R+M）；LX（逆）=（M+R×L）/（M-R）

结合给出的公式，配合表2中给出的计算数据，可以通过计算，将故障距离很轻松计算出来。

4 结语

伴随着时代前进脚步，中国的电缆技术也在不断深入，许多新技术也在积极投入实际应用之中。然而，各种技术依然无法解决所有故障问题。只有使用各种精确度较高的监测故障距离方法，才可以减少故障维修时间，将电力故障损失降到最小。

参考文献：

[1]黄辉，郑明，李迪等.海上风电场海底高压电缆故障监测方法的研究[J].电气技术，2013（1）：48-52.

[2]时翔，陈志勇，徐振栋等.基于振荡波系统的交联聚乙烯电缆故障监测[J].电气开关，2013，51（2）：40-42，45.

[3]贺继鑫，郭圣伟.高压电缆故障检测和交流耐压试验的应用[J].电源技术与应用，2012（9）：21-22.

[4]刘军，顾晓明.高压电缆故障检测技术探析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（34）.

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【关键词】高压电力施工 技术与安全 管理措施

电力工程建设涉及到很多环节如配电网的构建、输电线路的规划及变电站的建设等，其中技术及安全管理环节很重要，二者出现问题，将直接使电力企业遭受严重经济损失。所以在施工中，应当和技术人员及时沟通，慎重选取技术方案，以做到技术环节不出现差错。另外在施工前，对施工人员进行良好的安全工作训练，让他们意识到电力工程建设安全的重要性。本文针对目前电力工程中的问题，对高压电力施工中技术与安全管理进行如下分析。

1 电力工程施工的安全管理原则

1.1控制人的工作

人的工作在进行电力工程施工时占据了工程安全管理的至关重要的地位，在加大电网安全与电力设备维护工作的同时，又要确保工程施工人员的人身安全。要科学的进行工程项目中对人的管理，对于人的不安全行为要有效控制。

1.2依法施工

要以法制的高度水平来严格执行电力工程安全施工管理。除相关的法律法规条款外，关于安全施工作业的软件也是工程项目管理人员需要熟悉与掌握的。此外，工程效益、质量以及进度都能不同程度的影响着工程安全，其三者与工程安全的关系务必给予科学的处理，务必依据相关规定准则及时处理发生的安全事故。

1.3安全第一

安全责任制度、安全管理机构以及“安全第一”的方针政策是顺利实施电力工程安全施工管理的有效保障，这种安全理念应该严格推广。其中，预防安全漏洞、控制安全漏洞工作是安全管理机构的主力。同时对安全管理方式方法进行科学地探讨研究，贯彻全体工作人员严抓安全理念[1]。

2 高压电力施工中的技术管理

本文对500kv输电线路施工中的技术管理进行分析。

2.1技术管理的措施

将避雷线架空，这种方法的优点是可以将避雷线隐蔽起来，从而实现了对输电线路的保护，是高压输电线路避雷措施中最常用的一种不仅可以避免输电线被雷击，而且可以产生电流分流，从而在避免雷击中起到很好的作用；降低杆塔的接地地阻，使跳闸遇到打雷时跳闸率降低，另外，通过此种方法，还可以有效提高输电线路的耐雷击水平，从而起到很好的避雷效果。

在有些地区，还可以采用氧化锌避雷器。这种避雷击措施对电压很敏感，当雷击使电压超过一定幅度后，就会自动为雷击电流提供一个通路，从而避免高压线路被雷击，目前已被多数地区采用；最后一种是避雷针的安装采用防阻绕形式，起到避免输电线路被雷击的效果。

2.2做好杆塔组立施工技术

杆塔施工一般分为：全体组立施工和分解组立施工。在全体组立施工时，对混凝土的抗压强度要求特别严格，应达到描绘强度的100%。分解组立施工时，抗压强度应达到描绘强度的70%。这样才能保证杆塔的稳定。

2.3施工前做好施工人员的技术培训

在工程施工前，应对施工员工进行技术培训，让他们深刻领会技术环节在整个工程建设中的作用，只有将输电线路建设中的每个技术环节做好，才能保证在输电运行时不出现故障。另外，在进行技术培训时，让他们及时和技术人员沟通，真正明白输电线路的运行原理，使他们将这种技术重点贯穿到整个施工阶段。技术培训展开方式有举办培训班、进行现场指导及举行专家讲座等[2]。

2.4引进新的施工技术

（1）横担吊装技术。使用这种技术前要观察塔形的形状。当塔形为酒杯型时，对抱杆承载能力、横担重量及塔杆具置进行考察，考察合格后，选取比较适合的酒杯型塔形，实施分片式吊装方式的吊装。当塔形为猫头型时，首先对抱杆承载能力进行衡量，然后对铁塔周围的场地条件进行考察，最后从前后分片吊装和横担整体吊装两种方式中选取一种。

（2）抱杆提升技术。此技术优点是铁塔的组装和提升可同时进行。提升抱杆前，要将铁塔的组装材料预备好，铁塔组立被提升到一定高度时，将螺丝拧紧。在安装铁塔时，由于抱杆较重，所以在提升时必须选择普通滑车组和平衡滑车组，将这两套滑车组合在一起进行抱杆的提升。此外，还需要腰环和顶部落地拉线两种工具的配合，它们是抱杆提升过程中重要的控制工具。

（3）塔腿吊装技术。该技术有单根吊装和分片扳立两种方式，安装时根据塔腿实际重量选取合适的方法。

3 高压电力施工中的安全管理

3.1施工过程中安全制度的建立

在工程建设中，安全工作落实是否到位，对施工进度及质量起到重要的作用。所以，项目管理人员在施工前，应明确施工人员的责任，将安全工作贯穿于整个施工阶段。此外，在项目工程安全管理中，应将安全预防和重点预防结合在一起，向施工人员讲述企业安全制度及国家安全文件，让他们深入学习，确保施工中工程质量合格，保障职工的人身安全。

3.2施工现场安全管理措施

施工过程中，关注员工的安全，此外，还要对机器设备进行保护和维护，以免机器由于运行中出现故障而影响到施工人员的安全；施工前，管理人员及技术员工应详细调查施工设计、计算文件及工程设计图纸，认真考察工程所在地的地理特征、基础类型及工程数量，对工程实施中的不利因素及时分析，制定出合理的安全方案；施工前，对施工材料、机器设备及人员合理规划。

3.3加强施工人员的安全培训

电力工程构建时，通常会遇到气候因素变化，对工程进度影响较大，也使工程充满安全隐患。遇到这种情况，施工人员应落实应对气候因素的安全措施。此外，在工程建设中，管理人员应定期对施工人员进行安全保护技能培训，提高其业务技能[3]。另外，针对一些安全事故进行预演习，以提高施工人员的应变能力。还有，将施工人员安全保证工作纳入施工管理范畴内，并与工资挂钩，使他们主动注意安全工作。

4 结语

总之，电力工程施工中的技术环节关系着工程质量，对工程建成后的供电效率起到重要作用。同样，安全管理工作也不能忽视，其直接关系到施工人员的生命及财产安全。所以，在电力工程施工中，要将这两方面的工作做好。

参考文献：

[1]卢娇.电力施工建设中的安全管理技术分析[J].企业技术开发，2013（Z3）.

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【关键词】电力电缆；局部放电；检测方法

交联聚乙烯（XLPE）电力电缆自从上世纪60年代初问世以来，经历了50多年的迅速发展。特别是随着城市电网建设的不断扩大，交联电缆的使用也变得日益广泛。但交联电缆在长期的运行过程中也会有各种缺陷的产生，导致绝缘性能下降，从而可能引起局部放电，导致事故的发生。然而目前的检测手段是否能为电网的正常运行提供有效的保障呢？因此，为了更好更有效的检测电力电缆的状况，对电力电缆局部放电检测技术的研究和运用正在不断探索中。

电气设备检修技术的发展大致可以分为三个阶段：故障检修、定期检修、状态检修。故障检修，顾名思义是在设备发生故障时对故障部位进行检修。定期检修则是按规定的时间定期进行检查维修。状态检修是以可靠性为重点的检修，它是根据设备的状态而执行的预防性作业。状态检修可以在设备不停运的情况下进行状态评估，这种方法提高了检修的针对性和有效性，有效的延长了设备的使用寿命，合理降低设备运行的维护费用。

1 局部放电的基本原理及产生的原因

交联电缆的绝缘体内部在制造或施工过程中可能会残留一些气泡或渗入其他杂质，在这些有气泡或杂质的区域，它的击穿场强低于平均击穿场强，因此在这些区域首先有可能发生放电现象。在电场作用下，绝缘系统中只有部分区域发生放电现象，而没有贯穿在施加电压的导体之间，即尚未击穿的这种现象我们称之为局部放电。这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短（路桥）接而不形成导电通道为限。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。

局部放电产生的原因主要有以下三个方面：

（1）绝缘体中局部区域的电场强度达到击穿场强时，该区域就发生放电；

（2）导体表面的毛刺、导体尖端或导体直径太小，在导体附近的电场集中也会造成放电；

（3）浮动电位的金属体而出现感应放电，或有连接点接触不好而发生放电；

2 局部放电的检测方法

局部放电的检测是通过局部放电所产生的各种现象为依据。通常在绝缘内部发生局部放电时会伴随出现许多现象，如电脉冲、电磁波、超声波、光和热等。根据上述的特征，目前常用的检测方法主要有：脉冲电流法、高频电流法、超声波法、化学检测法、射频检测法、光测法等多种方法。

2.1 脉冲电流法

脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管接地线、外壳接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得实在放电量。是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。该电流传感器通常按频带可分为窄带和宽带两种。窄带传感器一般在10KHZ左右，具有高灵敏度、抗干扰能力强等优点，但输出波形严重畸形。宽带传感器带宽为IOOKHZ左右，具有脉分辨率高的优点，但信噪比低。该方法的主要缺点一是由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响。因此，当试样的电容量比较大时，受耦合阻抗的限制，灵敏度也受到了一定的限制；二是测试频率低，一般小于1MHZ，因而包含的信息量少；三是在离线状态其灵敏度较高，而现场中易受外界干扰噪声的影响，抗干扰能力差；

2.2 高频电流法

高频电流法是较为常见的检测方法，但检测的话只能检测两个地方：电缆本体和电缆接地线。当电缆内部发生局部放电现象时，会有部分电流通过外屏蔽层接地线流入大地。因此可以在接地线上安置高频电流传感器，以此来感应接地线上的局部放电电流，判断局部放电的发生。由于电缆本体相当于一根感应天线，因此这种检测方法会受到大量的广播干扰，需要做一定的数据处理才能够分辨电缆中的局部放电脉冲。

2.3 超声波法

电力电缆内部发生局部放电的时候，同时会伴随有声波发射现象。所以我们用超声波传感器来探测电缆中的局部放电现象。这种方法避免了与高压电缆等的直接电气连接，适用于电缆无需断电的在线检测。但变压器内部绝缘结构复杂，各种声介质对声波的衰减及对声速的影响都不一样。目前使用的检测超声波传感器抗电磁干扰能力较差，灵敏度也不高，这就增加了检测难度。近年来，由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高，因而该方法的发展应用是非常有希望的。

2.4 化学检测法

当变压器中发生局部放电时，各种绝缘材料会发生分解破坏，产生新的生成物，通过检测生成物的组成和浓度，可以判断局部放电的状态。目前，该方法已广泛应用于变压器的在线故障诊断中。故障类型不同，故障程度也不同，气体的组成和浓度也不相同，由此建立起来的模式识别系统可实现故障的自动识别。但直到目前，仍然没有形成统一的判断标准。因为它对发现早期潜伏性故障较灵敏，但不能反映突发性故障。

2.5 射频检测法

它从变压器的中性点处测取信号。测量的信号频率可以达30MHZ，大大提高了局部放电的测量频率。同时测试系统安装方便，检测设备不改变电力系统的运行方式，对于三相局部放电信号的总合无法进行分辨，而且信号易受外界干扰。但随着数字化滤波技术的发展，射频检测法在局部放电在线检测中得到了广泛的应用。

2.6 光测法

它是用局部放电产生的光辐射进行的。在变压器油中，各种放电发出的光波长不同。研究表明，通常在500～700mm之间。光电转换后通过检测光电流特性，可以实现局部放电的识别。虽然，在实验室中利用光测法来分析局部放电特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展，但由于光测法设备复杂昂贵，灵敏度低，且需要被检测物质对光来说是透明的，因而不可能在实际中得以广泛应用。

3 检测中的信号干扰问题

现在使用的交联电缆地方通常有数公里长，因此对于电缆的检测要进行定位。而电缆有其自身的阻抗，释放的高频信号到电缆两端碰到阻抗不匹配时会出现反射现象，有可能照成几个信号的叠加，这就需要我们正确的处理好信号。在现场的检测中，有时候大量的电磁干扰会把局部放电信号淹没，只有抑制这些背景干扰，提高信号的信噪比才能准确的识别出我们所需要的信号，为检测提供可靠的保障。

局部放电在线检测中的干扰主要可以分为三大类：连续性正弦干扰、白噪声干扰和脉冲干扰。这其中则主要以连续正弦干扰和白噪声干扰的强度最大、分布最广。而脉冲干扰与放电脉冲信号极为相似。因此，如何抑制这三种干扰就成为局部放电信号中的又一大难点问题了。

4 小结

目前，用于交联电缆的检测方法主要还是以脉冲电流法和高频电流法为主，现在的交联电缆局部放电检测和定位的效果还是不大理想，主要原因有：实际电缆连接复杂，局部放电脉冲电流在电缆内部结构中的传播路径不确定；局部放电脉冲信号在电缆中的传播与频率相关，受到衰减、反射等因素影响，检测灵敏度差；电缆的局部放电检测受窄带干扰等影响较大，一般的检测方法不能保证灵敏度。

高压电力电缆局部放电的检测还有许多的问题没有得到解决，还需要更多的现场检测经验和理论研究。

参考文献：

[1]王吕长.电力设备的在线监测与故障分析.清华大学出版社，2006.

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关键词：高压测温；SAW；可视化；智能电网

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）10-0107-02

1 概述

随着国民经济和社会的快速发展以及人民生活水平的不断提高，全社会对安全、经济、优质用电的要求越来越高，电力系统的安全和稳定运行关系到整个国民经济的发展和人民生活的稳定。

电力系统中数量众多的电力设备长期工作于高电压和大电流状态，高负荷及一些设备缺陷导致设备部件的温度异常升高。其运行温度如无法实时监测和及时控制很可能最终导致事故发生。据国家电力安全事故通报统计，我国每年仅发生在电站的电力事故，40%是由高压电气设备过热所致。因此，电力设备运行温度在线监测越来越受到认可和重视，实现温度在线监测是保证设备安全运行的重要手段。

设备运行温度是表征电力设备运行状态的重要参数，同时也是设备制造、环境污染、设备老化、触点氧化、内部故障、过电流等各种因素影响的综合反映。因此，通过建立统一的电力设备运行温度数据仓库，以设备运行温度数据为基础，整理电网的其他信息资源，可实现温度监测数据的综合利用，辅助实现设备状态评估及检修、电网负荷分析、运行决策等高级应用。从而更加有力地保障电力系统安全运行，提高电力电网的运营效率。

2 现有温度传感技术分析

电力设备温度异常在线监测的主要困难在于：发热点通常处在高电位的位置，普通的温度传感方法受到限制；电力设备有大量的发热点需要监测，其设备结构、运行环境各异，因此对传感器本身的结构、安装方式、安全性、稳定性和维护性都提出了极高的要求。

目前用于电力系统的测温解决方案有如下三种：

2.1 光纤测温

采用光导纤维传输温度信号，具有优异的绝缘性能，能够隔离开关柜内的高压，因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上。然而，光纤具有易折、易断、不耐高温等特性。灰尘积累后易导致光纤沿面放电从而使绝缘性降低，且受开关柜结构影响，在柜内布线难度较大。

2.2 红外测温

非接触式测温，易受环境及周围的电磁场干扰。探头必须与被测物体保持一定的安全距离，并需要正对被测物体的表面，开关柜内的空间非常狭小，安装难度极大。同时，要求被测量点能够在视野内并无遮掩，也限制了它在一些特定环境中的使用。

2.3 无线测温

采用电池或小CT取能为温度传感器供电。电池供电方式由于电池容量的限制，温度采样周期较长，无法实现真正的实时监测。电池的周期性更换也带来较高的维护成本。电池在夏季抗高温能力较差且存在一定的安全隐患；而小CT取能则存在若接头电流较小，电能无法取出，传感头停止工作，若接头电流较大，则容易烧坏小CT直至烧坏传感头。同时传感器体积较大，安装难度较高。

3 基于SAW的无线无源温度传感技术

本系统SAW传感器的基本原理是利用晶体材料的谐振频率与基片的温度有关，而且谐振频率的改变随温度的改变在一定温度范围内呈非常线性的关系。

传感器的温度采集过程包括如下步骤：

（1）无线采集器通过天线发射无线射频信号作为传感器激励信号。

（2）传感器天线接收该无线射频信号，通过叉指换能器的逆压电效应在基片表面激活一个声表面波。声表面波沿基片传播，被左右两个周期性反射栅反射形成谐振。该谐振器的谐振频率与基片的温度有关。叉指换能器通过压电效应将声表面波转变成应答的无线射频信号输出。

（3）返回的无线射频信号被采集器天线接收，通过测量无线射频信号的频率变化即可得到温度值。

4 系统组成及技术特点

温度在线监测及分析系统由温度传感装置、IED单元及后台监控分析系统组成。

（1）温度传感器无线电源，体积小，可以很方便地安装于设备被测点上，准确地测量设备运行温度的变化。传感器天线与采集器天线之间无线数据传输，空气高压隔离，安全性能好。且由于射频信号具有一定的穿透绕射能力，可广泛用于测量可视范围内、存在障碍物及隔离空间内的各种物体温度。同时，温度传感信号的转换和传输过程都在传感器内部完成，传感器与采集器之间的无线射频信号仅完成转换后的温度数字信号的传输。因此，环境温度变化、光线变化、柜内局部温差引起的热流、空气中水分、被测物表面灰尘堆积、空气中灰尘环境因素不会对无源无线温度传感器的温度测量可靠性造成影响，测量可靠性极高。

（2）IED单元是无源无线温度在线监测系统的核心设备，负责统一进行对本区域内所有被测设备温度信息的采集、分析、存储管理、温度告警、数据转发、参数设置及协议转换。支持IEC61850等标准协议，可以非常方便、直接地接入后台监控系统。

（3）温度在线监控及分析系统。

数据获取及数据管理：获取本系统无源无线温度测量装置测量的温度信息；集成网内所有温度在线监测系统的数据，纳入数据仓库的统一管理；通过数据接口获取其他相关数据，如：电网负荷、设备其他运行状态数据等；对各类离散的原始数据进行必要的清洗、转换、加载，使之成为后续分析的有效数据。

首先，可视化展现。

设备信息展现：对被测电力设备在电网中的位置、外形、内部结构、测温点安装位置提供可视化展现。

温度及其他实时数据展现：对电力设备的运行实时温度数据、历史温度数据、电网负荷、环境温度等相关数据提供可视化展现。如：提供温度热谱图，在线路图上根据热谱图可以很直观地获得电网各个位置上设备的运行温度状况，便于运行管理人员进行全局掌握，同时对运行温度较高的设备进行跟踪观察。

其次，可视化监测预警。

建立温度参数的预警及报警数据库，并自动对采集到的温度信息进行判断，按照系统预定的规则，分不同的级别和类型，以各种方式进行预警和报警，如推屏、声光、短信等。同时利用三维图表、曲线、虚拟仪表、动画等多种形式，实现预警和报警的多维可视化。一种典型的可视化预警展现方式。每台设备运行温度用三维棒图进行表示，总高表示设备温度的最大限值，下部高度表示当前设备运行的温度。一旦运行温度越过最大值一定时间，系统会以特殊颜色表示越限情况。

最后，数据分析及辅助决策。

采用商业智能技术对数据仓库中各类原始数据的关联性、发展变化规律进行分析，结合负荷数据及其他相关在线监测数据，实现设备温升与线路负荷的对比、开关柜内部温度场分析等功能，提供设备运行温度的预测、负荷分析，提供运行控制策略、状态检修策略等辅助决策支持。例如，将设备运行温度异常的处理方案分为继续运行、观察运行、件事运行、停止运行等。

5 结语

高压电力设备运行温度在线监控及分析系统不仅有效地解决了电力设备接触部位无法实时监测的问题，做到对电力设备的在线监测，防止由于多种原因在负荷变化时引起设备过热，造成设备损坏。同时，系统建立了电力设备运行温度数据仓库，实现综合分析和决策支持等高级应用，从而实现温度监测数据更大的价值。在电力系统变电站普遍实行无人值班的新体制下，高压电力设备运行温度在线监测及分析系统有效地提高了电网运行的可靠性、安全性。促进了电力系统在线监测及智能分析技术的完善和发展。

参考文献

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关键词: 高压电力电缆; 高压输电线路; 避雷线; 避雷器; 护层; 载流量

中图分类号：TM247文献标识码： A

随着城镇市区电力需求的不断扩大, 市内变电所的规模呈现扩大趋势, 变电所的出线回路数不断增加, 同时, 城市建筑物的密度也在不断增大, 造成架空输电线路路径问题很难解决, 因此, 在城镇电力负荷增长较快的城市内, 选择高压电缆代替架空输电线路的送电方案大量涌现。高压电缆与架空线路相比具有以下优点。首先, 高压电缆具有输电线路路径宽度小的特点, 所以线路路径选择相对容易; 其次,高压电缆为隐蔽工程, 建成后, 电缆设施会被道路、草坪、人行道等城市基础设施所覆盖,不会影响城市景观;另外,高压电缆不易受周围环境和污染的影响。同时, 高压电缆线路也存在不足之处。 高压电缆的投资较高, 对高压电缆设计的要求也相应提高;建成后不容易改变, 故障测寻与维修较难。

1高压电缆线路与电力系统的连接及绝缘配合要求

1. 1在系统中应用的 3 种方式

a. 电缆进线段方式。 是指变电站出线间隔采用高压电缆, 敷设一段电缆后, 再采用架空线的方式与对端变电站相连, 这是一种非常常见的电缆应用方案。接线图如图 1 所示。

图 1具有 35 kV 及以上电缆段的变电所进线保护接线

b. 高压电缆线路作为电力线路中间的一部分。

是指在城市中的高压电力线路, 由于受到架空线路路径选择困难的影响, 架空线路中间的一段采用电力电缆, 即电缆的两端均为架空线路。

c. 变电所之间, 全线采用高压电缆。

1. 2对系统绝缘的配合要求

为防止雷电波损坏电缆设施, 一般从 2 方面采取保护措施: 一是使用避雷器, 限制来波的幅值; 二是在距电缆设施适当的距离内, 装设可靠的进线保护段, 利用导线高幅值入侵波所产生的冲击电晕, 降低入侵波的陡度和幅值, 利用导线自身的波阻抗限制流过避雷器的冲击电流幅值。

1. 2. 1对避雷线的配置要求

对于电缆进线段方式, 与电缆线路相连的架空线路, 如果与高压电缆相连的 66 kV 及以上变电所为组合电器 GIS 变电所, 则架空线路应架设 2 km避雷线; 如果与高压电缆相连的 35 kV 及以上变电所为敞开式配电装置的变电所, 则架空线路应架设1km 避雷线。 这是高压电缆设计的一个重要的外部条件。在DL/ T5092—1999《 110～500 kV 架空送电线路设计技术规程》 中说明了架空线路防雷保护方式, 但未提到高压电缆应用的此项要求, 因此, 在电缆的设计中, 必须按照绝缘配合的要求, 在架空线路上架设满足长度要求的避雷线。尤其对于改扩建工程, 发现原架空线路未架设避雷线时, 应改造相应线

路, 架设避雷线。

1. 2. 2对避雷器的配置要求

对于电缆进线段的 10～220 kV 电力电缆线路, 电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器, 这一原则在 DL/ T 5221—2005《 城市电力电缆线路设计技术规定》 中被确定下来。根据 DL/ T620—1997《 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》 , 对于发电厂、 变电所的 35 kV 及以上电缆进线段, 如电缆长度不超过 50 m 或虽超过 50 m, 但经校验, 装设一组阀式避雷器即能符合保护要求时( 见图 1) , 可只装避雷器F1 或F2。

对于 10～220 kV 高压电缆线路两端均与架空线相连的情况, 应在电缆线路两端分别装设避雷器,这是DL/ T5221—2005的要求。 而DL/ T620—1997中明确规定, 与架空线路相连接的长度超过 50 m的电缆, 应在其两端装设阀式避雷器或保护间隙; 长度不超过 50 m 的电缆, 只在任何一端装设即可。工程实践中, 对于两端连接架空线路的电缆, 其长度大多超过 50 m, 可见, 两条文的工程意义基本一致。

电缆线路一端与架空线相连, 且电缆长度小于其冲击特性长度时, 电缆线路应在两端分别装设避雷器。当进入波电压与电缆非架空线侧的最大脉冲电压相等时, 其相应的电缆长度称为冲击特性长度,或称为脉冲波特性长度, 也称为临界长度。

根据 110 kV 电缆波阻抗 30Ω、 架空线波阻抗500Ω和变压器波阻抗∞计算, 此时电缆冲击特性长度 l0= 380 m。同理可计算出 220 kV 电缆波阻抗30Ω、 架空线波阻抗 350Ω和变压器波阻抗∞时, 电缆冲击特性长度 l0= 430 m; 500 kV 电缆波阻抗30Ω, 架空线波阻抗 280Ω和变压器波阻抗∞时, 电缆冲击特性长度 l0= 554 m。根据上述 110 kV 电缆的计算, 图 2l/ l0 表示电缆实际长度与其特性长度之比和电压之比的关系,Uim为电缆中受到最大的冲击电压( 即架空线上入射波幅值) ,UBm表示B 点最大冲击电压。

图 2l/l0和 UBm/Uim关系曲线

据此, 在长度小于其冲击特性长度的电缆线路中, 脉冲波的入射波和反射波的叠加作用,会使电缆的非架空线一侧的电压高于进入波, 因此, 不仅架空线侧, 也要在电缆线路的非架空线一侧配置避雷器。电缆的冲击特性长度的计算参数中包括波阻抗、冲击波沿电缆线芯的传播速度和冲击波陡度, 涉及线路杆塔形式、电缆截面及电缆敷设方式等等, 由此可以看出,电缆的冲击特性长度不是电缆的物理特性参数, 而是一个工程特性参数, 它随着不同的工程条件而不同。对于全线采用电力电缆的变电所内是否需装设避雷器, 应视电缆另一端有无雷电过电压波侵入的可能, 经校验确定。

高压电缆的主要设计技术指标是指, 在确定电缆截面的情况下, 保证电缆的运行可靠性, 并尽量提高电缆的载流量。影响电缆可靠性及载流量的因素非常多, 其中电缆护层的接地方式是其中的核心因素。

2. 1电缆金属护套或屏蔽层接地方式

对于三芯电缆, 应在线路两终端直接接地, 如在线路中有中间接头者, 应在中间接头处另加设接地。而对于单芯高压电缆的接地方式则较为复杂, 包括一端接地方式、 线路中间一点接地方式、 交叉互联接地方式及两端直接接地方式。

电缆终端头、 中间接头、 绝缘接头之间的距离是由金属护层上任一点非接地处的正常满载情况下的感应电压确定的, 即金属护层上任一点非接地处的正常感应电压, 在未采取不能任意接触金属护层的安全措施时, 不得大于 50 V; 除这一情况外, 不得大于 100V。 在图 3 中, 是一个完整交叉互联单元的金属套感应电压随电缆长度而变化的典型曲线图。可见, 对于电缆金属套交叉互联并两端直接接地的接地方式, 计算金属套感应电压时, 只需计算一个分段。

图 3交叉互联金属护套的对地电压

2. 2电缆金属护套或屏蔽层接地方式选择分析

城市内布置接头工作井一般比较困难, 例如,110 kV 双回电缆接头井的长度约 12 m, 宽约 2 m,布置难度可想而知, 同时, 由于过多的电缆接头会降低电缆的运行可靠性, 因此, 推荐在现场条件允许的情况下, 电缆的中间接头和绝缘接头尽量少, 提高电缆可靠性。

为降低 110 kV 及以上电缆外护套绝缘所承受的工频过电压, 抑制对邻近弱电线路和设备的电磁干扰, 宜沿电缆线路装设平行的回流线。

交叉互联方式适用于较长的电缆线路, 且将线路全长均匀地分割成 3 段或 3 的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离, 并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形, 电缆线路在正常运行状态下流过 3 根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零, 就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。 在雷电或操作过电压作用下,绝缘接头两端会出现很高的感应电压, 为保护电缆外护层免遭击穿, 因此需在绝缘接头部位设金属护套电压限制器。 另外, 由于在每个交叉互联段的两端是直接接地, 当系统发生单相接地故障时, 电缆金属护套中的电流能抵消或降低由电缆产生的磁场对周边弱电线路的干扰。

3结论

高压电缆输电线路系统应用涉及到输、 变电两个专业, 相关规程规范、 技术条件繁多。这就要求在高压电缆应用的过程中, 对避雷器、 避雷线、 护套接地方式及载流量等主要技术原则方面给予充分关注, 使高压电缆系统的设备配置合理, 参数选择正确, 保证高压电缆的可靠运行。

参考文献：

[1] 周剑谋.浅谈电力系统高压电缆输电技术[J]. 科学之友. 2011(02)

[2] 曹志强.高压电缆烧毁事故的分析及处理[J]. 水泥. 2009(01)

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关键词:中高压电缆;高压输电线路;避雷线;避雷器

一、中高压电缆线路与电力系统的连接及绝缘配合要求

1、在系统中应用的3种方式:(1)电缆进线段方式。是指变电站出线间隔采用高压电缆,敷设一段电缆后,再采用架空线的方式与对端变电站相连,这是一种非常常见的电缆应用方案。接线图如图1所示。

(2)高压电缆线路作为电力线路中间的一部分是指在城市中的高压电力线路,由于受到架空线路径选择困难的影响,架空线路中间的一段采用电力电缆,即电缆的两端均为架空线路。

(3)变电所之间,全线采用高压电缆。

2、对系统绝缘的配合要求。为防止雷电波损坏电缆设施,一般从2方面采取保护措施:一是使用避雷器,限制来波的幅值;二是在距电缆设施适当的距离内,装设可靠的进线保护段,利用导线高幅值入侵波所产生的冲击电晕,降低入侵波的陡度和幅值,利用导线自身的波阻抗限制流过避雷器的冲击电流幅值。(1)对避雷线的配置要求。对于电缆进线段方式,与电缆线路相连的架空线路,如果与高压电缆相连的66kV及以上变电所为组合电器GIS变电所,则架空线路应架设2km避雷线;如果与高压电缆相连的35kV及以上变电所为敞开式配电装置的变电所,则架空线路应架设1km避雷线。这是高压电缆设计的一个重要的外部条件。因此,在电缆的设计中,必须按照绝缘配合的要求,在架空线路上架设满足长度要求的避雷线。尤其对于改扩建工程,发现原架空线路未架设避雷线时,应改造相应线路,架设避雷线。(2)对避雷器的配置要求。对于电缆进线段的10―220kV电力电缆线路,电缆线路与架空线相连的一端应装设避雷器,这一原则在DL/T5221―2005《城市电力电缆线路设计技术规定》中被确定下来。根据DL/T620―1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》,对于发电厂、变电所的35kV及以上电缆进线段,如电缆长度不超过50m或虽超过50m,但经校验,装设一组氧化锌阀式避雷器即能符合保护要求(见图1),可只装避雷器F1或F2。电缆线路一端与架空线相连,且电缆长度小于其冲击特性长度时,电缆线路应在两端分别装设避雷器。当进入波电压与电缆非架空线侧的最大脉冲电压相等时,其相应的电缆长度称为冲击特性长度,或称为脉冲波特性长度,也称为临界长度。据此,在长度小于其冲击特性长度的电缆线路中,脉冲波的入射波和反射波的叠加作用,会使电缆的非架空线一侧的电压高于进入波,因此,不仅架空线侧,也要在电缆线路的非架空线一侧配置避雷器。

二、中高压电缆的主要技术特点

高压电缆的主要设计技术经济指标是载流量,根据载流量便可确定电缆的截面,从而影响工程的造价。电缆的载流量确定还影响电缆可靠性,新修订后的国家标准《电力工程电缆设计规范(GB50217――2007)》在确定载流量的条文中,将旧版(已废止)“持续工作电流”改为“100%持续工作电流”。这一改动,虽未涉及原条款各项要求的改变,却使基本载流量(IR)对应条件明确为100%恒定(即日负荷率Lf等于1)的持续特征。也意味着当回路负荷持续性Lf IR 。这对于城网供电电缆埋地敷设的线路,具有不可忽视的积极意义,因为城网供电回路的负荷多属公用性,通常Lf=0.7~―0.8,因而其I'R>比IR可增大20%左右。影响电缆可靠性及载流量的因素非常多,其中电缆护层的接地方式是其中的核心因素。

1、电缆金属护套或屏蔽层接地方式。对于三芯电缆,应在线路两终端直接接地,如在线路中有中间接头者,应在中间接头处另加设接地。而对于单芯高压电缆的接地方式则较为复杂,包括一端接地方式、线路中间一点接地方式、交叉互联接地方式及两端直接接地方式。

2、电缆金属护套或屏蔽层接地方式选择分析。具有一定长度的供电电缆线路以直埋或管路敷设方式时,沿纵长每隔适当距离需要设封闭式工作井,城市内布置接头工作井一般比较困难,例如110kV双回电缆接头井的长度约12m,宽约2m布置,难度可想而知。单芯电缆长度较短时,优先考虑采用一端接地。安装接地线时,先将铜屏蔽地线与铠装地线连接,再将接地线与主地线连接。一端接地时,按规范(GB50217――2007)要求,在交流系统中单芯电缆金属层正常感应电势容许最大限值(Esm)不大于300V。采用两端直接接地方式,需敷设回流线,同时,需要经过计算,以保证两端直接接地方式的电缆金属护套在正常负荷电流时必须符合规范允许值。此外,为方便工程今后的维护测试,对于110kV及以上电缆,其金属护套直接接地端一般需经接地箱接地。交叉互联方式适用于较长的电缆线路,且将线路全长均匀地分割成3段或3的倍数段。使用绝缘接头把电缆金属护套隔离,并使用互联导线把金属护套连接成开口三角形,电缆线路在正常运行状态下流过3根单芯电缆金属护套的感应电流矢量和为零,就能避免电缆负载能力受流过金属护套的循环电流引起发热的影响。

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【关键词】变压器；高压试验；方法；技术分析

1 电力变压器高压试验的条件、方法

1.1 变压器高压试验的条件

在电力变压器高压试验中，应根据其使用中额定条件的不同，尽量多地提取高压试验中的工行条件，否则难以保证高压试验流程的规范性与结果的精确性。电力变压器高压试验的基本条件为:（1）严格控制试验室的周围环境与温度，最高温度为40℃，最低温度为-20℃；（2）当试验室中空气温度为25～30℃时，应将相对湿度控制在85%以下；（3）在电力变压器的试验室安装中，应注意控制试验室的环境，严控控制影响变压器绝缘性能的气体、污垢、化学性积尘等；（4）在电力变压器高压试验中，应在电压升高过程提供足够的保护电阻，严防在超过试验规定的高压状态下断合变压器；（5）在变压器高压试验中，应严格控制额定容量与电压，并且保证其充分散热。

1.2 变压器高压试验的方法

电力变压器高压试验的方法为:（1）按照电力变压器的接线原理图进行引线的连接，并且保证变压器与控制箱接地的安全性、可靠性；（2）在电力变压器高压试验前，认真检查各部分接线的接触是否良好，并且检查控制箱中的调压器是否调整到“零”位；（3）在电力变压器接通电源后，绿色指示灯点亮后，可以按下启动按钮；红色指示灯点亮后，等待升压；（4）试验人员顺时针、匀速旋转控制箱中调压器的手柄，缓慢进行升压，并且密切观察仪表的指示变化及试品运转情况；（5）电力变压器高压试验完成后，迅速将电压调整至零位，并且按下停止按钮和切断电源，解开试验中连接的引线。

2 高压试验变压器的故障及处理

2.1 试验设备组成及工作原理

YD-QSB（JZ）高压试验变压器是对高压设备进行试验交、直流耐压的专用仪器。该仪器由控制箱、高压试验变压器（升压变压器）、连接导线组成。其工作原理为：将控制箱、高压试验变压器用连接导线按正确的方式连接上，将手轮调回零位，接通电源，控制箱面板绿灯指示亮，表示电源接通。按下起动按钮，红灯亮，绿灯灭，表示试品已接通，可以升压。转动调压器手轮，均匀而较快地升压，同时从控制箱指示仪表读取所升高电压数据，并记录所升高电压的稳定时间。

2.2 故障现象

该仪器曾出现故障，并返厂修理过，后来又出现故障，两次现象相同，表现为：控制箱高电压指示仪表指示不正常（即不能检测试验时所升高电压数据）。外观初步检查，自耦调压器二次输出正常，电压表无异常，线路连接正确。

2.3 仪器检查及原因分析

控制箱内的控制回路升压正常，输入、输出正常；连接导线用万用表欧姆档测试，也显示正常；因此判断可能是高压试验变压器故障。其高压试验变压器有3 个同心线圈——原边线圈、高压输出线圈、仪表专用线圈。工作时，控制箱内电压回路接通后，通过自耦调压器的调节，使高压试验变压器的原边线圈与高压输出线圈的比例关系不变，而其匝数远远小于高压输出线圈，故从仪表上可读取升压值。将试验变压器拆开后检查发现，变压器原边线圈、高压输出线圈均无异常，而仪表专用线圈有明显的过热痕迹，因此判断为仪表专用线圈烧毁。检查仪表线圈，其所使用导线为0.3mm。分析烧毁原因，应该是由于线圈芯线的截面积较小，载负荷能力差，致使在仪器升压工作过程中当泄漏电流较大时，将线圈烧毁。仪器两次故障现象相同，均是该原因造成的，由于线径是在设计装配过程中选型决定的，所以在次返厂修理时，问题没有得到彻底的解决。

2.4 处理措施

根据实际情况，采取的办法只能是更换仪表线圈。仪表线圈与另外两个线圈的排列顺序是：从铁心向外，依此为仪表线圈、高压输出线圈、原边线圈（即一次线圈）。更换仪表线圈，在较洁净的房间内，将铁心硅钢片一一拆开，然后将原边线圈、高压输出线圈依次取下，用白布分别包好、放好，防止尘土及异物，以备装配；测量好仪表线圈的原绕制成型的数据，然后将已烧毁的仪表线圈取下，选用截面积较大、载负荷能力较高的0.45mm 的漆包线，按原来的仪表线圈匝数及装配外型尺寸重新绕制。绕制完成后浸漆、干燥。开始装配，先将仪表线圈按原样装好，再将高压输出线圈、原边线圈按原来的位置安装好，将700 多片硅钢片重新按原型装配。最后对高压试验变压器的变压器油进行了更新。将修好的仪器进行空载试验、带负荷试验，显示正常；与另外的一套仪器升压试验比较，结果良好，达到了工况要求。在随后的循环水高压电机、氟里昂高压电机及公司内配电变压器的检修试验中，使用该仪器，显示稳定可靠。目前在两年多的实践中证明，该试验变压器的故障处理措施是可行的。

3 强化高压试验的安全技术措施

高压试验通常在高压下进行，因此安全问题非常重要。因为在高电压下工作，由于疏忽，人体与带高电压设备部分的距离小于安全距离时，极有可能发生人身伤亡事故。由于错接试验电路或错加更高的试验电压，很可能使被试设备或试验设备发生损坏。为了有效防止意外事故的发生，应在思想高度重视的基础上，必须做好以下各项安全技术措施。

3.1 在高压试验前，充分作好预备工作。拟定好试验方案，必须严格执行《电力安全工作规程》中的相关内容，在高压试验设备和高压引线四周，均应装设安全网（遮栏），并在网上向外悬挂“止步，高压危险”标示牌。装设安全网的地方应派专人看管，以防外人不慎入内；对远处出现高压（如电缆试验）的地方也应装设安全网，也应派专人看管。

3.2 高压试验工作必须有两人以上共同配合，才能开展工作，并应明确其中有经验的一人为试验负责人，负安全责任。

3.3 试验前，试验负责人应对每个参加试验的人员明确分工，具体说明有关安全的注意事项。

3.4 工作任务不明确，试验设备地点或四周环境不熟悉，试验项目和标准不清楚，以及人员分工不明确的，都不得开展工作。

3.5 试验设备的容量，仪表的量程必须在试验前考虑合适，仪表的转换开关、插头和调压器及滑杆的转动方向，必须判明且正确无误。

3.6 因试验需要而断开设备与外部的连线时，拆前应做好标记，以免恢复时接线错误。

3.7 试验设备和被试验设备的金属外壳均应接地，高压试验引线应尽量缩短，截面应足够大；高压回路对安全网，设备外壳墙壁等地电位物体应有足够的安全距离，以防发生放电。

3.8 高压试验一般由较低一级的试验人员负责接线，之后由试验负责人负责检查。检查接线是否有误，安全用具（如安全网、标示牌、绝缘手套、绝缘垫、放电棒、接地线）是否齐全，安全措施是否妥当。经检查确认无误后，令全部试验工作人员撤到安全网之外后发出“各就各位”的命令，方可认为试验预备工作全部完成。

4 结束语

总之，在电力变压器高压试验中，一定要选取合理的试验条件、方法与内容，并且注重试验过程中的安全设计，以保证试验操作的顺利进行，获取相应的试验数据，进而科学判定变压器的综合性能，提高变压器的可靠、稳定性。

参考文献

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【关键词】高压电气；故障机理；检测技术

引言

高压电气设备的在运行过程中一旦发生故障，不但造成供电中断，影响经济产值，还可能造成设备事故，人员伤亡等严峻问题，所以运行中，一定要注重对设备的监测，防患于未然，将危险系数降到最小。

目前，我国的高压电气设备故障检测与检修管理技术已达到了较高的水平，可以运用高可靠性的检测技术和方法，随着微电子及软件技术的不断发展，关于故障机理的诊断和监测技术的水平还亟待深化和发展。

1 高压电气设备发生故分类与诊断

在高压电气设备的运行中，偶有发生一些故障，如果故障不能及时准确的得到诊断及处理，可能会产生严重的后果，所以要对故障有准确的认识和判断。下面三种故障是常见的几种故障。

1.1 变电设备引起的故障

几年来，变电设备基本可以达到运转的高稳定性和可靠性，可以做到免维护，但是，对变电设备的故障依旧要引起足够的重视。随着长时间的使用，变压器的绝缘性能会下降；温度的上升将会引起绝缘热油的分解和氧化，进而会导致异常气体的产生，并会溶解或停滞于绝缘油中。变压器内部也可能会发生短路现象，一旦发生内部故障造成的后果也是灾难性的， 特别是要注意油浸式变压器短路产生的事故。还有就是变电设备机构故障，也有可能会引起电网停电会事故。这些故障的发生与人为的关系较大，包括误操作，或由检修维护遗漏项造成的，所以检修维护管理及作业后确认环节是极其重要的。

1.2 供电线路引发的故障

因供电线路的关系出现短路事故会引起系统停电，但如果线路出现烧坏、损毁、断线等问题，对于低压电路，作相应的处理可能会容易一些，但对于高压电路，修理线路不是一件简单的事情，所以为防范该问题，要严格按照高压电气设备技术标准的要求进行检修维护管理工作，在正常使用的情况下，同时要加强线路绝缘的管理及监测，这样能够降低事故发生的可能性，使电网的运行可靠性得到有效提高。

供电线路引发的故障主要有：架空线与周边障碍物放电、断线引发的故障； 地下高压电缆对地引发的的短路事故。对于此类故障要注意地下线路的铺设和处理，要进行详细的施工设计和紧急处理方案，一旦发生短路事故，要尽快的对事故点进行紧急处理，用最快的时间恢复供电。

1.3 控制电路和控制设备引起的故障

随着信息化的发展，当前，控制电路基本可用软件进行操作控制，由硬件构成的部分已经逐渐的退出了历史的舞台。软件设计得精密性和稳定性大大的提高了控制电路和控制设备的稳定性和准确性，但同样也有一定的问题。软件的设计复杂，不宜轻易改动；所以一旦控制设备发生故障，从外部进行处理的过程会很困难，不能很快很准确的诊断出故障发生的原因。

控制电路可控制设备引发的故障有：断路器投入错误引发的故障，线路电容对控制继电器的不良影响引发的故障，还有二次电缆线路绝缘处理不当引发的故障。

1.4 高压电气设备故障的诊断

根据对设备状态的故障的判断，之后便可以通过软硬件设备对故障进行诊断，诊断的流程如图1所示。

关于故障的诊断有许多方法，如对油浸式变压器常用的方法有特征气体法，产气速率法，和三比值法等等。以特征气体法为例，表1中可看出特征气体的检测与故障诊断的结果的关系。

2 高压电气设备的故障监测

电气设备的监测技术主要分为两种，一种是离线监测，另外一种是在线监测。

2.1 离线监测

离线检测是指通过生产线和设备以外的各类检测仪表，对生产及设备状况进行必要的人工抽查。离线检测较为简单，费用低，易于操作。但该方法的缺点是不能及时发现电气设备的缺陷，且需设备停电。在线监测就可以解决该问题，可以通过监测电气设备的运行情况，然后判断分析该设备是否需要检修维护。

2.2 在线监测

在线监测是指通过装在生产线和设备上的各类监测仪表，对生产及设备的温度信号或其他信号参数采进行连续自动监测并上传至终端接收端。如前文提到的对油浸式变压器的在线监测，是通过先进的传感器，对油中各种气体的含量进行采样，将其采样数据送至服务器进行分析。图2表示在线监测技术的基本框。

在线监测将设备的运行工况数据连续地上传到服务器的数据库，由服务器进行分析，当发现某一参数出现异常，可以发出相应的报警信号，管理人员提前发现设备劣化的异常情况，防止缺陷的进一步扩展，减少经济损失。如今，在线监测技术应用十分广泛。

高压电气设备的在线检测系统主要有传感器系统，信号采集系统，分析诊断系统组成。在线监测现如今得到了很好的发展，提高了设备数据的真实性，可靠性。目前，已有很多的高压电气设备都应用了在线监测技术。例如，油浸式变压器多采用油色谱在线监测系统，通过对油中各种溶解气体的分析，提前发现变压器的内部缺陷；发电机最主要的故障原因就是绝缘故障，所以绝缘性能是其监测的主要对象，现在采取的方案是局部放电监测方式；而对于电容型的高压电气设备，主要的监测重点在于防止电流的泄漏，还有等值电容，选择在线监测技术就可以通过反应容性设备的受潮程度来表现灵敏性。

3 结语

电气设备的运行中离不开故障的判断及监测，在实际应用中，一定要为电气设备提供准确、及时、仅对性强的诊断与监测手段，这对提高电气设备的安全运行水平，以及降低系统故障和事故的隐患起到了积极的作用。本文提出的故障诊断与监测要点，能最大化保证电气设备在最佳的状态下，安全、稳定的运行，有着巨大的经济和社会意义。

参考文献：

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[5]赵辉.高压电气设备绝缘在线监测技术及应用[J].宁夏机械，2009（3）.

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关键词：电力工程；高压输电线路；设计

高压线路的主要任务就是实施的过程中，高压输电线路作为主要的电力输送载体，必须要保证输电线路的设计使用安全性和整体的可靠性，高压线路直接关系到整个电力工程的输电和供电的情况，为人民提供了有利可靠的安全的供电设备。一定要科学的管理好高压输电的线路，保证好高压输电线路不会出现安全隐患问题，保证好电网的安全问题，注重好高压输电线路的设置问题。

1电力工程高压输电线路设计管理

1.1电力工程高压输电线路设计管理的现状分析

从目前的电力企业实际的运行情况来看，在进行高压输电线路设计时都出现了不同的问题，各种设计问题也是花样百出，针对这一严重的问题，已经严重的影响我们国家企业的整体提升和社会价值的实现。电力企业在设计的过程中不重视管理的设计，再设计的过程中没有进行全面的线路设计。电力工程企业必须重视对电路设计的管理的重要性，专业人员一定要加强对电力建设的全方位发展，保证高压输电线路的设计和管理的质量。对此，将整个高压输电线路的施工过程分为以下几个重要的阶段，施工前、施工设计的安装、施工设计后，在实施的阶段，会暴露出很多的问题。在实施的过程中可以分阶段的、分步骤的不同的实施，只有这样才能够真正的将高压输电线路设计中存在的问题进行有效改善，从而提升线路设计的管理质量。

1.2电力工程高压输电线路设计管理的一般过程

在电力企业当中，高压输电的设计一定要遵循以下几点：前期的设计管理，在没有开工之前，设计人员一定慎重严谨的控制设计计划，管理人员对施工前一定要做好万全的准备，才能为电力工程的正确实施奠定基础，前期的管理工作不只是对线路的设计，还要对输电线路的设计进行严密的制定计划，保证相关文件的设计能够平稳的运行，开展设计沟通，在运行的前期一定要保障各个的施工单位可以正常的沟通，可以及早的发现问题并且解决问题，保证方案的可持续的实施；线路设计施工的过程的管理，在进行设计施工图纸的过程中，一定要对可能出现的问题进行全面的排查，对于不可预见的危险，一定要要想好措施进行预防，对可预见的危险，一定要在设计施工中避开，保证设计施工的安全第一，管理人员一定要以身作则，保证施工设计的安全和高效率；后期的检测与验收，在进行完工的过程后一定要对电力工程进行验收和检测,做好验收的工作，才可以积累高压输电线路的设计管理经验，促进设计方案合理的完成。

2电力工程高压输电线路设计要点

电力工程中的高压输电线路的管理十分的重要，好的设计管理知己推动了整个电力设计的高效，为电力工程的输电安全、设计安全提供了保障。在进行管理的过程中，一定要把握好输电线路设计和输电线路设计管理的关系，把握好路线的关键设计所在，把握好高压输电的设计关键，才能保证设计线路的质量提升。提高企业的效益，保证电力工程降低成本。

2.1杆塔基础工程设计

在电力工程高压设计线路工程中杆塔基础工程的设计是一个主要的要点。一般情况下，在进行高压输电线路的设计过程中，设计者会采用最为常规的管杆与铁塔的设计结构进利用。但是在实际的情况中，只是为了降低成本，是不会采取两个结构一起，而是只采取铁塔或者混合土杆为基础的结构。确保高压输电线路的稳定安全运行，对于输电线路的支撑基础塔杆的设计最为重要。对于塔杆的设计需要注意基础开挖过程的质量与塔杆的浇筑，工作人员在进行基础开挖前，一定要对开挖前的地形进行谨慎的考察，对当地的地质、地形进行勘探，进行慎重的基础的开挖，通过有效的提高基础岩石的整体性，可以有效的在浇筑设计过程中，选择好的浇筑材料作为浇筑的基础选择。浇筑基础，一定要选择钢筋混凝土作为基础，浇筑的原材料，就近选择附近砂石等。而对于塔杆的排水与回填需要在一开始的施工中，就要做好相关的排水设施准备，保证基坑内的排水能够正常的排除，如果水不能够正常的排除，会出现壁坑的坍塌或者下滑的现象。在进行排水的设计过程中，一定要保障塔杆的基础在最低的水位，在进行回填的过程中，一定要考虑好回填的土的密度，这种夯实基础，才能保证基础的浇筑能够高效的实施。

2.2导线架设工程设计

电力工程中高压输电线路的设计主要核心就是关于输电导线的设计工作，对整个输电导线的设计前需要进行严格的准备工作，通过制定相关设计施工的表格，从而有效的保证在导线架能过程中顺利进行。一般导线的架设进行设计，首先需要对输电导线的质量选择进行有效的保证。在导线的架设施工过程中，必须要时刻关注输电导线自身是否存在分股现象，如果一旦发现导线自身存在质量问题，需要立刻进行更换解决。在输电导线的设计连接过程中，导线的连接设计是高压输电线路的正常运行中至关重要。架空线的连接主要包括架空导线的连接、压接式和架空导线的连接。在设计的过程中，保证导线连接的合理恰当，才能保证设计工程的合理性。

2.3避雷线的设计

在高压的输电线路中，避雷针的设计是至关重要的，很多的设计者都忽略的这一药店，导致工程设计中出现很多的问题，才会出现严重的后果，因此做避雷针的设计至关重要，在进行避雷针的实际设计时，需要准确的选择避雷线，并且在进行设计过程时，选择稳定的双避雷线设计，从而保证在雷雨交加的情况下，导线也不会受到影响；避雷针的安装，避雷针是安装在塔杆的顶端，一定要选择好的地方，有效的控制好雷击点，降低被雷击的几率，这样才能有效的完成防雷设置，对于避雷针与高压线间的垂直设计距离需要进行注意，随着科学水平的不断提高，出现了消雷针，科学的运用消雷针可以减少雷针对高压线路产生的危害，让高压线路可以有效的运行，并且发挥最大的效果，在防雷的设计中，防雷线是一个重要的途径，但是对于高压线路的设计往往会受到设计者的忽视，这种现象是一种不负责任的表现，对高压线路的也不利于保护高压线路，促使高压线路的正常供电。

3结论

随着经济的不断发展，日常生活中人们对于电力资源的需求不断提高，因此作为电力企业来说，为了有效满足人们的生产生活用电需要，电力工程正在不断的发展，与时俱进，扩大自己的规模，在电路工程发展的过程中，好呀输电线路的管理和设计是主要思想，是建设工程的重点，迅猛发展的电力企业是输电线路设计的管理重要的挑战，上文主要对高压设计线路的管理，进行具体的分析，分析电力工程中的高压输电线路的设计的基本要点。

参考文献:

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[2]黄达洋.电力工程施工中输电线路质量控制要点分析[J].建材与装饰,2016,32:211-212.

[3]黄达洋.电力工程施工中输电线路质量控制要点分析[J].通讯世界,2016,20:151-152.

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关键词：电力设备 高压试验技术 安全技术

1.前言

电力设备的高压试验是指电力设备需要在规定的要求和标准的指导下进行连续性或者断续性的试验，其主要目的便是为了能够通过模拟电力设备的运行状态来诊断其工作状态并获取相关的技术参数，为后续的相关工作提供试验数据供其参考。为了确保电力设备能够长久地工作在健康的工作状态下，对其进行高压试验是必不可少的一个关键性环节。由于电力设备对整个电力系统的安全可靠运行发挥着至关重要的作用，因此，虽然电力设备在生产过程中严格遵照了相关的生产标准，为了百分之百杜绝不合格电力设备出厂，非常有必要在对新生产的电力设备进行各种类型的高压试验，消除隐患。在电力设备进行大修之后进行各种高压试验则是为了确保在维修、运输以及安装过程中，电力设备不会出现性能较低、绝缘损坏、质量缺陷等问题。另外，对于运行当中的电力设备，一般也需要进行周期性的例行试验（我们称之为预防性试验），以便可以及时发现电力设备在运行过程中逐渐出现的各种内部隐患问题，防止因此发生重大的事故。

2.电力设备高压试验分类

绝缘故障试验是电力设备需要进行非常重要的高压试验，依照不同的试验目的，我们通常将电力设备高压试验划分为以下几种类型：出厂试验、型式试验、交接试验以及预防性试验等四个类型。对于电力设备的绝缘事故试验而言，它主要包括以下两种类别：绝缘特性试验和绝缘耐压试验。具体而言：

第一，绝缘特性试验。绝缘特性试验的主要目的是为了对绝缘内部的缺陷情况进行测试和判断，所采取的方法通常是在低电压工作环境下或者是其它不损坏绝缘的工作环境来对绝缘的相关特性进行试验，例如，对绝缘油物化特性进行试验、对绝缘介质损耗角正切值进行测量、对绝缘电阻进行测量、对局部放电进行超声测量、进行空载试验、对油中的气体色谱进行分析，等等。数量众多的相关试验均验证了这一方法的有效性，但是缺点也是比较明显的，即目前还不能利用绝缘特性试验来对绝缘的耐压等级进行明确地判断。

第二，绝缘耐压试验。通常情况下，电力设备的绝缘耐压试验在进行之前不允许进行破坏性试验。所谓的破坏性试验是指在进行耐压试验会给绝缘造成一定损害的试验类别，主要包括冲击试验、操作波试验、感应耐压试验以及工频耐压试验，其实验目的主要是为了及时发现具有较大危险性的集中性绝缘缺陷问题，保证绝缘具有一定等级。因为破坏性试验会对电力设备绝缘造成一定损害，所以，电力设备的绝缘耐压试验在进行之前不允许进行破坏性试验。如果利用非破坏性试验已经发现了绝缘存在问题，为了防止出现不应有的高压击穿以及其它重大损失，则首先需要查明问题根源并进行有效解决，而后才能够开展绝缘耐压试验的相关工作内容。

3.电力设备高压试验的技术要求

在电力设备高压试验过程中，一般所要求的试验品均是采用高压试验变压品，如果试验品的电容量相对比较大，则通常是利用串联谐振设备的方式来获得试验过程中所需要的工频高电压。在试验过程中，试验用的交流高电压设备一般只是包括串联谐振设备和高压试验变压器这两种设备；试验用的电源设备应该包括电力变压器。如果串联谐振设备和高压试验变压器的试验搭配无法满足试验要求时，则电力变压器便需要纳入到试验过程的考虑范围中。升压变压器（电力变压器结构型式的一种）因为具有比较强的适应性，一般均是作为中间变压器进行电源电压和试验所需电压的匹配工作。

高压输电技术的试验研究以及高压设备绝缘考核对交流试验电源提出了更高的要求。通过对试验变压器、串联谐振设备以及电力变压器等三种可供选择的交流试验电源各自的技术经济特点进行分析比较，指出其不同的适用范围。试验变压器适用于相对较小容量试品的短时高电压试验；串联谐振设备适用于容性试品的单相高电压试验，并能满足相对较大容量要求：电力变压器作为高电压试验设备，在结构和容量上并不经济，但作为交流试验电源，却具有较强的适应能力。因此，当试验变压器和串联谐振设备这两种常规方案不能满足特高压交流试验电源的基本要求时，应考虑电力变压器方案。

4.高压试验应采取的安全技术

第一，在高压试验前，充分作好预备工作。拟定好试验方案，必须严格执行《电力安全工作规程》中的相关内容，由固定部门进行归口管理，调集相应的岗位和专职技术管理人员进行试验。做好相应的安全措施，在工作地点提高警示。

第二，在正式进行高压试验时，由于时间和地点的不确定性，既然在应急的情况下，此测试工作也必须有二个以上专职人员共同配合来开展工作，并明确相对的分工，相应的责任，保证试验的安全性。

第三，在高压试验前，负责此次试验的负责人应根据参加测试人员的职业技术特点，进行明确的分工，讲明安全事项。

第四，试验进行前，要让参加试验的工作人员明确此次任务的必要性，对试验设备地点或四周环境进行熟悉，清楚试验的项目和标准，有任何不明确的地方，都不能开展试验。

5.结束语

在建设高压输电工程的整个过程当中，电力设备的高压试验是一个非常重要的前提环节，也是正常开展后续的高压电力设备试运行工作的重要保障。通常而言，电力设备高压试验能够在很大程度上影响电力设备本身的使用率、受用寿命、运行事故率乃至电力企业的生产效益，因此，不论是从思想观念上，还是在技术手段上，都必须要高度重视起来。

参考文献：

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关键词：矿山机电；设备维修；高压变频

机电设备的技术改造。技术改造是对机电设备的结构的局部改变，从而创新设备的性能，提高生产效率。技术改造是生产发展和科技进步的客观要求，根据当前我国煤炭企业机电设备普遍老化、科技含量低，进行技术改造要对项目进行全而技术、安全、经济、环境等方而的比较和论证，进行可能性调研，从中选择最佳方案。

在煤矿企业中，高电压大容量电动机的应用非常广泛，如风机、水泵、空气压缩机和矿井提升机等。其消耗的电能约占煤矿总电能的 40% 以上，耗电的有效功率仅占 30%～40%，而 60%～70% 的电能都消耗在调节风门、阀门及管网的压力降上，因工程设计裕量大造成“大马拉小车”现象，因此实际总效率很低。这些设备往往因其负载的不断变化而经常需要调速，但目前我国高压大容量电动机的调速和启动方法仍很落后，这不但浪费了大量电能，而且还使设备的寿命缩短。运用高压变频技术对煤矿机电设备进行技术改造，能够很好的解决这一问题。

1 高压变频技术原理

高压变频技术原理：通常我们把用来驱动1kV 以上的中、大容量交流电动机的变频器称为高压变频器，高压变频器类型和拓扑结构比较多，但原理和功能大同小异。它运用了电压叠加技术，输出电压由若干个低压单元串联而成，每个单元相当于一个常压变频器，完全利用了常用变频器的成熟技术和功率器件。各个功率单元由隔离变压器的二次线圈分别供电，可以很方便地得到不同电压等级的输出，而不受功率器件耐压的限制。以下就交直交变频的原理加以整理描述。

交直交变频的原理

交直交变频器它由三部分组成，直流、斩波、逆变，其基本结构如下所示：工作过程是先将三相（或单相）不引调工频电源经过整流桥整流成直流电，再经过逆变桥把直流点逆变成频率任意引调的交流电。

工作原理：

1） 交-直交换如图所示，图中（VB1--VB6）为交直变换全波整流电路，在中小容量变频器中，整流器采用不可控整流二极管或二极管模块。

2） 图中（CF1，CF2）为滤波电容器，由于交流电被整流出的直流电中会有交流含量，为了获的平稳的直流电而设置滤波电容。

3） 因电解电容器的电容量有较大的离散性，故电容器组CF1 和CF2 的电容量常不完全相等，这将导致各自的电压将不相等，在CF1，CF2，旁各并联一组阻值相等的均压电阻RC1，RC2。

4） RH，RL电源指示电路，除此之外，HL也具有提示保护的作用，当变频器切断电源后，由于CF的容量较大，导致CF的电压高，若不完全放电，对人身安全构成威胁。

5） SL，RL为限流电路，当变频器刚接入电源的瞬间，将有一个很大的冲击电流经电流整流桥到滤波电容， 使整流桥可能因此收到损坏，限流电阻RL就是为了削弱该冲击电流而串联在整流桥和滤波电容之间。限流电阻常接在电路中会影响到直流电压U，也增大了电路损耗，所以当U增大到一定程度时，会短路开关SL接通切除RL。

2 高压变频器的组成单元

变频器本身由变压器柜、功率柜、控制柜三部分组成。三相高压电经高压开关柜进入，经输入降压、移相给功率单元柜内的功率单元供电，功率单元分为三组，一组为一相，每相的功率单元的输出首尾相串。主控制柜中的控制单元通过光纤时对功率柜中的每一功率单元进行整流、逆变控制与检测，这样根据实际需要通过操作界面进行频率的给定，控制单元把控制信息发送到功率单元进行相应得整流、逆变调整，输出满足负荷需求的电压等级。

2.1 移相式变压器

移相变压器的副边绕组分为三组，构成X脉冲整流方式；这种多极移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使负载下的网侧功率因数接近1。另外，由于副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，这样大大提高了可靠性。

2.2 智能化功率单元

所有的功率模块均为智能化设计具有强大的自诊断指导能力，一旦有故障发生时，功率模块将故障信息迅速返回到主控单元中，主控单元及时将主要功率元件IGBT关断，保护主电路；同时在中文人机界面上精确定位显示故障位置、类别。在设计时已将一定功率范围内的单元模块进行了标准化考虑，以此保证了单元模块在结构、功能上的一致性。当模块出现故障时，在得到报警器报警通知后，可在几分钟内更换同等功能的备用模块，减少停机时间。

6kV电网电压经过副边多重化的隔离变压器降压后给功率单元供电，功率单元为三相输入，单相输出的交直流PWM电压源型逆变器结构，相邻功率单元的输出端串联起来，形成Y接结构，实现变压变频的高压直接输出，供给高压电动机。6kV电压等级的高压变频器，每相由六个额定电压为600V的功率单元串联而成，输出相电压最高可达3464V，线电压达6000V左右。改变每相功率单元的串联个数或功率单元的输出电压等级，就可以实现不同电压等级的高压输出。每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电，功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘。二次绕组采用延边三角形接法，实现多重化，以达到降低输入谐波电流的目的。6kV电压等级的变频器，给18个功率单元供电的18个二次绕组每三个一组，分为6个不同的相位组，互差10度电角度，形成36脉冲的整流电路结构，输入电流波形接近正弦波，这种等值裂相供电方式使总的谐波电流失真大为减少，变频器输入的功率因数可达到0.95以上。

2.3 双DSP控制系统

主控器的核心为双DSP的CPU单元，使指令能在纳秒级完成。这样CPU单元可以很快的根据操作命令、给定信号及其它输入信号，计算出控制信息及状态信息，快速的完成对功率单元的监控。

3 高压变频器的合理选择选型办法

按功率选型

从效率的角度出发来讲，在实际选用变频器功率时应注意如下几点：（1）选变频器功率值与电动机功率值相同时最合适，此时有利于变频器在高效率状态下运转；（2）在变频器功率分级与电动机功率分级不相同时，变频器的功率应尽可能地接近电动机的功率，且应略大于电动机功率；（3）属于频繁启动、制动工作状态或处于重载启动且频繁的工作的电动机，可选用功率大一级的变频器，以利于长期、安全地运行；（4）经过测试，电动机的实际功率确实有富裕，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但是应注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护的动作；（5）当变频器与电动机的功率不相同时，则必须相应调整节能程序的设置，以达到较好的节能效果。

按控制方式选型

通用高压变频器和异步电动机构成的变频调速控制系统，主要有开环控制和闭环控制方式。开环控制方式，它一般采用普通功能的U/f 控制和无速度传感器矢量控制通用高压变频器。开环控制方案结构简单、运行可靠，但是调速精度和动态响应特性不高，尤其是在低速区域显得比较突出，只适用一般精度要求的场合。闭环控制方式，它一般采用带PID 控制器的U/f 控制通用变频器或有速度传感器矢量控制通用高压变频器组成，适用于温度、压力、流量、速度、张力、位置、pH 值等过程参数控制的场合。采用有速度传感器矢量控制通用变频器需要在异步电动机上安装一个速度传感器或编码器，其输出量输入到变频器中构成闭环系统。这种控制方式也是一种比较理想的控制方式，其调速范围可达到l：l000 甚至更高，而且还可以精确地进行转矩控制，系统的动态响应快、性能好，比较适用于特殊精度要求的场合。

按负载类型选型

高压变频器负载的类型不同，其转矩与转速的关系也不同，所以选择通用高压变频器时应根据负载特性来正确的选择。就生产机械的特性来讲，通常分为恒转矩负载、恒功率负载和风机、水泵类降转矩负载。恒转矩负载特性的通用变频器可以用于风机、水泵类负载，而降转矩负载特性的变频器就不能用于恒转矩负载特性的负载。对于恒功率负载特性是依靠U/f 控制方式来实现的，并没有恒功率负载的变频器。但是，有些通用型变频器却适用于各种负载。

4 合理的高压变频方式

高压变频技术由于现有的电力电子器件耐压不足，所以每台产品均需要使用大量的电力电子器件。这些器件组合的多样性，使得高压变频电路组合也很多，当前常用的高压变频器主要有以下几类技术方案：

（1） 高低高方式

即变频器为低压变频器，采用输入降压变压器，先把电网电压降低，然后采用1 台低压变频器实现变频；对于电机，则有2种办法：①改用低压电机；②仍采用原来的高压电机，需要在变频器和电机之间再增加1台升压变压器，即高-低-高变频方式。这种做法由于采用低压变频器，容量也比较小，对电网侧的谐波较大。

（2） 三电平电压型高压变频调速方式

三电平电压源型高压变频技术通过独特的二极管钳位（ 或者其他的钳位）方法，可以使系统的输出电压增加一个电平，与两电平相比较，这种方式的相电压可以有3个电平输出，故称为三电平。同时每个电力电子器件所承受的耐压只有直流母线电压的一半，所以采用这种方式，可以使电力电子器件的耐压要求降低一半， 当采用一些高压的全控型器件，如高压IGBT、IGCT、IECT、GTO 晶闸管时， 可以直接实现高压输出。由于控制上难度较大，这种方法目前应用比较少，技术尚不成熟，所以不采用。

（3）功率单元串联式多电平高压变频方式

功率单元串联式多电平高压变频产品是在输入端设置1 台输入隔离变压器， 将输入高压交流电变成多组低压交流电，每组低压交流电分别输入到1个功率单元，经整流滤波为直流电后，再经逆变成为交流电，各功率单元的交流信号在逆变侧串联成为高压交流输出供给高压电动机。为了减少输入谐波，变压器的每个二次绕组的相位1次错开1个角度，形成多脉冲、多重化整流方式。其逆变输出采用多重PWM方式，输出谐波非常小。这种方式采用低压器件实现高压变频输出，器件无需串联，输入输出谐波非常小，是一种成熟稳定的高压变频技术。

5 针对某矿高压变频技术在提升级车中的应用举例

电阻调速属有级调速，开环控制，控制调速单一，副井绞车下放期间速度控制较困难，需要投入串电阻和动力制动相互配合，对绞车司机技能经验要求高，存在安全隐患；人车下放运行时处于能耗制动状态，存在节能降耗的空间。为此矿井固定绞车进行了技术改造，使用HFGP-H-06/077高压转子变频系统，实现绞车工频控制与四象限高压变频系统的相互切换控制。利用RS232 通讯接口与副井绞车控制板进行数据交换，传输四象限变频器的各类参数及状态和主控台PLC 控制系统组网，实现副井绞车的自动化控制。

（1）实现绞车安全回路双线制保留原八级串电阻调速系统及工频控制系统， 增加一套变频器控制系统。安装一台工、变频切换柜实现工、变频高压供电切换，并同时切换转子回路，当绞车变频运行时，投入转子回路，实现转子回路闭环控制；绞车工频运行时断开转子回路， 串入八级电阻调速系统， 保证绞车单回路故障时控制系统能够相互备用。

（2）实现绞车闭环控制为确保变频运行期间速度与频率同步，保留原工频轴编码器，在主电机输出轴侧新装一个轴编码器，编码器输出脉冲与转速成正比，通过比对显示提升的速度和深度，利用PLC 控制技术对2 套控制系统及安全保护进行闭环控制，当2 个编码器输出脉冲不一致时，可以起到保护作用，对操作台、操作按钮及外部接线不再做变动。

（3）实现绞车各类安全保护利用微电子触摸屏，实现绞车运行各参数的显示，并显示提升力矩图，方便工作人员及时发现问题。控制台PLC 检测并显示绞车运行状况，绞车控制具有手动、半自动、检修运行及应急等操作方式。

（4）达到节能降耗效果。功率单元通过光纤接收信号，采用矢量正弦波脉宽调制（PWM）方式，控制Q1～Q4 IGBT 的导通和关断，输出单相脉宽调制波形。在绞车电动机为制动运行时，当电容器直流电压超过有源逆变启动的电压时，电源将开启有源逆变， 将电机和负荷的机械能转化为电能，实现再生反馈制动，节能效果明显。

变频调速装置工作性能稳定、可靠，系统保护齐全，灵敏度高，能有效消除电气及机械冲击。使用变频调速装置后，有效防止安全回路突发性断电而使绞车出现紧急制动，使运行中的绞车钢丝绳受到冲击发生跑车断绳事故，安全效果显著。该改造技术科技含量高，适用于我国矿山企业的通风机、水泵、绞车等设备，在经济和社会效益方面具有广泛推广应用价值。

6 结语

在煤矿企业中， 高电压大容量电动机的应用非常广泛， 这些设备往往因其负载的不断变化而经常需要调速，否则不但浪费了大量电能，而且还使设备的寿命缩短。为了全面提高煤矿井下机电设备的维修管理水平，以保证煤矿企业的大力发展需要，根据煤矿的生产特点，并结合现代化机电设备维修管理理论基础和维修、维护技术的发展趋势，大力发展采用高电压、大功率、多点驱动变频调速技术，从而使煤矿机电设备长期处于良好的运行状态和技术状态， 从而为煤矿安全生产的有序、正常进行和煤矿企业生产成本的降低、经济效益的提高提供有力的保障和坚实的后盾。

参考文献：

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[2] 程云波. 低速交流同步直联高压变频技术在煤矿提升系统中的应用[J]. 中国西部科技.

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篇14

关键词：高压电力系统 绝缘状态 在线监测

1、引言

某电厂为电铝企业自备、综合利用火力发电厂，在其所有设备中，高压电气设备约占设备总量的40%，一旦出现故障将直接影响电厂的安全经济运行，因此要加强高压电气设备的维修和预控。根据相关标准，公司对高压电气设备进行了定期预防性试验，判断绝缘老化状态，但仍存在因漏报、误报等原因导致故障发生。因此，需要采用在线监测及诊断技术，实现实时、准确的工况检测，及时发现潜伏性故障。目前常用的检测方法有火花叉法、小球放电法及激光多谱勒振动法等，这些方法要么精确度较低，要么费用较高、操作复杂，在应用过程中效果并不理想。

2、绝缘状态在线监测技术的研究意义

电力系统事故的最终表现均为绝缘破坏，因此，为确保系统安全运行，运行和检修人员必须掌握电气设备的绝缘状况。传统的检测方法，通常是在系统和设备停运后人工用兆欧表进行绝缘数据测试，定期监测热（冷）备用设备，并以此来判断设备的绝缘状态，决策其能否投入运行。这样的做法显然是被动且有一定盲目性的，而且仍不能避免和减少绝缘事故的发生。

因此，针对该电厂6kV不接地系统及发电机现状，开展高压电力系统绝缘状态在线监控技术研究，监控运行及备用中高压设备的绝缘电阻，防止设备因绝缘缺陷引发事故，从而及时采取措施，避免事故的发生，其意义在于以下三个方面：（1）研究高压电气设备在线绝缘测试，可实现在线或离线测试高压设备的绝缘电阻，及早发现绝缘缺陷，杜绝事故的发生；（2）能确保高压电力系统的安全运行，实现自动控制，能有效节约能源、人力、物力；（3）防止人员误操作或设备故障，造成设备的损坏。

3、在线监测系统的主要技术内容

本高压电力系统绝缘状态在线监测系统的核心元件为上海中联公司研发的GJK监测仪，其核心技术是实现了将直流电源由50V提高到1500V后在高压电力系统中的监测应用。

3.1 1500V直流叠加技术

结合电厂实际及测量精度要求，将1500V直流电压加到6kV的系统中在线测量纯电阻值，将外部高压直流电压经限流电阻叠加在电缆绝缘的交流高电压上，由于电网带高压交流由此产生了一个交直流混合的测量信号，经特殊处理后，产生了一个与被测电路绝缘电阻值相关的模拟量电压，该电压通过A/D转换器后转变为数字信号，该数字信号又分为两个部分：一是送入显示器，显示被测电阻值；二是经隔离放大后由D/A转换器变为4-20mA电流信号供上位机采集。此方法能高精度带电不间断的进行测量系统及设备的绝缘情况，抗干扰能力强，且最大的触电电流小于0.2mv，安全可靠，可实现设备的安全启动、运行、及实时控制。

3.2 设计发变组和6kV不接地系统绝缘在线监测连接方式

设计监测原理图1所示，GJK监测仪产生1500V直流电压，通过限流电阻R施加于被测系统（设备）与对地之间，经过监测仪连续采样运算即可显示被测设备对地之间绝缘电阻值的大小及变化过程。被测系统如有中心点直接接地的TV，则需要在其接地线中串接隔直电容C，防止监测仪产生的直流被短路。通过测试试验，设定绝缘的整定值R=10MΩ。此时线路和设备在停运时，对系统是隔离的，测到的阻值是线路或设备本身对地的绝缘电阻值，在测到绝缘良好的情况下即可投入在线运行。当线路和设备投入运行时，GJK监测电阻退出测量，改为测量泄漏电流，若系统绝缘下降很大时，可通过泄漏电流的变化查找故障原因。

图1 6kV不接地系统绝缘在线监测原理图

3.3 高压电机绝缘在线监测连接方式

对高压电机的绝缘监测是在热（冷）备用或运行情况下在其绕组上对地施加连续1500V直流电压，测量其绝缘状况。监控仪不间断监测其绝缘，发现问题可自动闭锁电机启动回路或提示用户，起到因绝缘下降时的保护作用。电机启动投入运行后监控仪测阻部分退出转为测量设备本身对地的泄露电流，此时可根据支路的泄露电流，判断出绝缘下降的具体支路或设备。

3.4 高压电力系统绝缘在线监测平台

根据大量的试验数据和标准设定值，开发高压电力系统绝缘在线监测软件，实时采集监数据，通过网络联接将监测数据接入DCS系统，将本地监测和远程数据分析功能有效融为一体，最终实现高压电力系统绝缘在线监测功能。通过监控仪不间断在线监测设备的绝缘，实时了解设备绝缘的状态以及变化过程，克服指挥上的盲目性和运行操作上的不确定性，在预知的情况下进行预防预控，从而可有效地防止事故的突然发生和扩大，提高安全生产水平。

4、结语

点检定修是未来检修模式发展的趋势，通过绝缘状态“在线”监测，可得到可靠的绝缘数据作为依据，对电机的绝缘状况进行分析，制定合理的检修计划，实现真正意义上的状态检修。本监测系统以纯电阻的方式在线实时测量绝缘状况，可同时测量绝缘电阻与泄漏电流，实现了在线绝缘测量、分析、故障定位、预警等功能，在实际应用中效果良好。

参考文献