探索电缆“智能”之惑 孵化中的检测技术

电力18讯：    
　　自2009年国家电网公司提出智能电网发展规划以来，国内外电力设备制造企业纷纷调整研发方向，攻关智能设备。变压器、高压开关、电抗器等一次设备行业，纷纷研究与传感器结合实现智能化的可能;继电保护装置、自动化控制设备等二次设备行业，则纷纷与一次设备厂商合作，探索一、二次设备集成融合的途径。那么，电缆的智能化方向在哪里?

　　对于电缆行业来说，这一问题不太容易回答，原因是电缆虽需要“智能”，但实现的途径与方法却与变压器等产品不同。

　　变压器实现智能的一种手段是与二次设备结合，譬如在变压器内的某些部位安装传感器，从而确保变压器的温升、噪声等处于时时可监控状态。电缆则不能如此。

　　一个原因是电缆在单位年限内出现故障的概率不大。我国建设坚强智能电网的目的，是确保电网的安全可靠，让人们用起来更方便、更放心。这就要求电网相关设备更加可靠。青岛汉缆股份有限公司总工程师陈佩云因此表示，“减少电缆故障发生的措施，是使用合格的电缆，设置安全的电缆通道和按规程敷设，定期检查，进行状态评估。”

　　更主要的原因是电缆产品与变压器产品的特性不同。国家电线电缆质量监督检验中心主任吴长顺表示：“电线电缆产品有别于变压器、电容器、套管等高压电器产品，后者是单元式产品，便于测量和监控，利于智能控制设计、实施，成本低。而前者是分布式产品，线路长，沿线环境条件复杂，影响因素多，不利于与传感器结合。”

　　事实上，这里也涉及成本问题。如果要在如此庞大的电缆线路全部增加传感器产品，那么花费的成本将十分巨大，而且技术的可靠性也要认真探讨。

　　电缆的智能化不能走与一次设备相同的道路，它需要开辟新的途径。

孵化中的智能检测技术
　　新的途径之一就是发展更加智能化的电缆检测技术。

　　国网电力科学研究院检测中心高工阎孟昆表示，最近几年，我国电缆行业得到了飞速发展。随着智能电网建设、房地产开发和新能源的建设，220千伏及以下电缆及附件全部实现了国产化，高压电缆的质量也得到了相当程度的提升。但是，随着电缆的应用越来越多，加之智能电网对供电可靠性要求的提升，电缆故障时有发生，迫切需要研究崭新的、更为智能的电缆检测技术。

　　据介绍，目前常用的电缆检测方法有直流试验和交流试验。直流试验的缺陷是在电缆内部积累电荷，导致对电缆的伤害，交流试验则只能检测部分较大的缺陷，对真实状态无法评估。

　　“因此，对电缆进行状态诊断及评估，是合理安排电缆更换，保证电力供应安全可靠的一个重要技术手段，也是在智能电网中实现对电缆有效管理的极其重要的部分。”吴长顺说。

　　据吴长顺介绍，状态评估通常分为在线(带电)和离线(不带电)，但目前，两种方法均刚刚起步。

　　自2009年国家电网公司提出智能电网发展规划以来，国内外电力设备制造企业纷纷调整研发方向，攻关智能设备。变压器、高压开关、电抗器等一次设备行业，纷纷研究与传感器结合实现智能化的可能;继电保护装置、自动化控制设备等二次设备行业，则纷纷与一次设备厂商合作，探索一、二次设备集成融合的途径。那么，电缆的智能化方向在哪里?

　　对于电缆行业来说，这一问题不太容易回答，原因是电缆虽需要“智能”，但实现的途径与方法却与变压器等产品不同。

　　变压器实现智能的一种手段是与二次设备结合，譬如在变压器内的某些部位安装传感器，从而确保变压器的温升、噪声等处于时时可监控状态。电缆则不能如此。

　　一个原因是电缆在单位年限内出现故障的概率不大。我国建设坚强智能电网的目的，是确保电网的安全可靠，让人们用起来更方便、更放心。这就要求电网相关设备更加可靠。青岛汉缆股份有限公司总工程师陈佩云因此表示，“减少电缆故障发生的措施，是使用合格的电缆，设置安全的电缆通道和按规程敷设，定期检查，进行状态评估。”

　　主要的原因是电缆产品与变压器产品的特性不同。国家电线电缆质量监督检验中心主任吴长顺表示：“电线电缆产品有别于变压器、电容器、套管等高压电器产品，后者是单元式产品，便于测量和监控，利于智能控制设计、实施，成本低。而前者是分布式产品，线路长，沿线环境条件复杂，影响因素多，不利于与传感器结合。”

　　事实上，这里也涉及成本问题。如果要在如此庞大的电缆线路全部增加传感器产品，那么花费的成本将十分巨大，而且技术的可靠性也要认真探讨。

　　电缆的智能化不能走与一次设备相同的道路，它需要开辟新的途径。

孵化中的智能检测技术
　　新的途径之一就是发展更加智能化的电缆检测技术。

　　国网电力科学研究院检测中心高工阎孟昆表示，最近几年，我国电缆行业得到了飞速发展。随着智能电网建设、房地产开发和新能源的建设，220千伏及以下电缆及附件全部实现了国产化，高压电缆的质量也得到了相当程度的提升。但是，随着电缆的应用越来越多，加之智能电网对供电可靠性要求的提升，电缆故障时有发生，迫切需要研究崭新的、更为智能的电缆检测技术。

　　据介绍，目前常用的电缆检测方法有直流试验和交流试验。直流试验的缺陷是在电缆内部积累电荷，导致对电缆的伤害，交流试验则只能检测部分较大的缺陷，对真实状态无法评估。

　　“因此，对电缆进行状态诊断及评估，是合理安排电缆更换，保证电力供应安全可靠的一个重要技术手段，也是在智能电网中实现对电缆有效管理的极其重要的部分。”吴长顺说。

　　据吴长顺介绍，状态评估通常分为在线(带电)和离线(不带电)，但目前，两种方法均刚刚起步。

　　在线方法理论上能够实时了解电缆的状态，然而尚未积累足够的在线监测经验，监测技术尚不成熟;对于已经敷设的电缆，安装在线监测装置必然在电缆系统增加额外的部件，可能会影响电缆的可靠运行。

　　离线方法仅在必要时(定期)通过评估获知电缆的状态，因此更具灵活性和可操作性，但同样因研究时间较短而有很多待解的问题。

　　目前，业界已经认识到电缆智能检测技术的重要性。陈佩云表示，青岛汉缆已与华北电力大学合作，研制在线检测设备。

对新材料电缆的探索
　　另一种途径则是采用新材料，研制适合智能电网的电缆产品。与电缆智能检测技术刚刚起步相比，新材料电缆的研究已经取得不错的成绩。

　　例如，随着城乡电网大面积改造，耐水树电缆应运而生。大城市双环网供电、空间走廊日益狭小、市中心地下电缆率提高，对电缆带来极大的需求。而电缆的免维护要求和绝缘耐压的寿命关注，又对配电电缆的绝缘介质、性能指标、品牌信誉提出了更高的要求。

　　据专家介绍，常规电缆的绝缘介质在电场、水分和杂质等绝缘缺陷的协同作用下，逐步产生树枝状劣化。当树枝状劣化进一步发展，将导致电缆线路的本体或附件发生试验击穿或运行击穿故障。因此，具有特殊工艺的耐水树电缆自然就得到青睐。虽然目前耐水树电缆的应用仍不多，但优越的抗击穿性能和免维护性，决定耐水树电缆市场份额的拉高指日可待。

　　此外，新能源建设也带来对专用电缆的需求。如核电站安全壳外的1E级K3类环境条件，促进了对温度、电压寿命、热老化等指标限定极为严格的核用电缆应用。

　　在智能电网建设的带动下，电缆行业的面貌正在发生变化。“改头换面”的电缆业，必然会以更加从容的姿态迎接电力智能时代的到来。