Современные тенденции непрерывного контроля кабельных линий

140

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

СОРОКИН А.М.,

руководитель направления систем мониторинга, ООО «ЭСТРАЛИН ПС»

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО 
КОНТРОЛЯ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРЫ 

КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Превышение температуры силового кабеля с 

изоляцией из сшитого полиэтилена приводит к 
изменению изолирующих свойств полиэтилена. 
Одно из современных решений контроля темпе-
ратуры кабеля — это использование системы 
температурного мониторинга. Одним из произво-
дителей такого оборудования является компания 
LIOS Technology. 

Система мониторинга температуры кабельных 

линий позволяет решать проблемные вопросы 
эксплуатации силовых кабелей, такие как превы-
шение температуры силового кабеля, предска-
зание допустимой нагрузки на кабельную линию, 
в случае если температура кабеля достигнет 
максимальной температуры.

Распределённым датчиком температуры сило-

вого кабеля по всей его длине является стандарт-
ное оптическое волокно, которое либо встроено 
непосредственно в экран силового кабеля, либо 
прикрепляется к нему снаружи (рис.1).

Рис. 1. Распределённый датчик температуры 

силового кабеля, встроенный в экран 

Оптическое волокно изготавливается из леги-

рованного кварцевого стекла (SiO

2

) и состоит

из двух элементов — сердцевины, являющейся 
непосредственно световодом, и оболочки. 
Показатель преломления сердцевины больше 

показателя преломления оболочки, благодаря 
чему выполняется полное внутреннее отраже-
ние электромагнитной волны (света) на границе 
раздела сердцевина — оболочка.

Преимущество применения оптоволоконного 

модуля:
• оптическое волокно невосприимчиво к элек-

тромагнитным помехам;

• 

оптическое волокно гибкое, небольшого 
размера;

•  удобство при монтаже и эксплуатации.

Почти все производители могут изготавливать 

силовой кабель со встроенным оптическим 
волокном. При производстве вместе с проволо-
ками экрана накладывается стальной модуль с 
оптическими волокнами.

Плюсы применения системы температурного 

мониторинга заключаются в том, что оптоволо-
конный датчик находится максимально близко к 
жиле, температура которой представляет для нас 
наибольший интерес, кроме того, не требуется 
дополнительной прокладки оптического датчика.

Однако

дополнительный монтаж оптического 

волокна при монтаже силовых муфт приводит 
к незначительному усложнению его ремонта в 
случае повреждения.

При измерении температуры КЛ при помощи 

оптоволоконного кабеля наружной прокладки 
оптоволоконный датчик фиксируется пластико-
выми  хомутами как можно плотнее к силовому 
кабелю по всей его протяжённости.

При прокладке силового кабеля треугольни-

ком оптоволоконный кабель можно расположить 
посередине, внутри фаз, измеряя таким образом 
среднюю температуру линии (рис. 2).

Оптическое волокно подключается к 

контроллеру, который работает по принципу 

141

6–8 февраля 2013 г. Ханты-Мансийск

Рис. 2. Система мониторинга кабельных линий

Рис. 3. Пример температурных профилей одной фазы КЛ 220 кВ на 

Саратовской ГЭС в разное время измерений

а) телекоммуникационный шкаф

б) контроллер

Система мониторинга (рис. 3 и 4) может 

применяться для:
•  мониторинга состояния КЛ в реальном вре-

мени;

•  выявления «узких мест» КЛ;
• увеличения пропускной способности за счёт 

практических расчётов;

• прогнозирования состояния КЛ при разных 

режимах работы;

•  прогнозирования срока эксплуатации;
•  снижения количества аварий.

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЧАСТИЧНОГО 

РАЗРЯДА

Ещё одним методом неразрушающей диагно-

стики КЛ является метод измерения частичных 
разрядов в реальном времени. 

Частичный разряд (ЧР) представляет 

собой локализованный пробой диэлектрика 

«Рамановского рассеивания». Рамановское 
рассеивание света — это взаимодействие струк-
туры оптического волокна со световым пучком, 
проходящим по нему, что приводит к появлению 
электромагнитного излучения иного спектраль-
ного состава в направлениях, отличающихся от 
первоначального (стоксовая и антистоксовая 
компонента). Стоксовая компонента идёт с боль-
шей длиной волны, 
антистоксовая — с 
меньшей длиной 
волны от первона-
чальной длины волны. 
Интенсивность анти-
стоксовой компоненты 
не зависит от окру-
жающей температуры, 
в то время как стоксо-
вая компонента зави-
сит от температуры 
окружающей среды. 
По соотношению 
интенсивности этих 
компонент происходит 
расчёт температуры 
оптического волокна 
по всей его длине. 

142

Сборник докладов XIX заседания Ассоциации электроснабжения городов России «ПРОГРЕССЭЛЕКТРО»

Рис. 4. Пример изменения температуры в одной точке КЛ

небольшого участка изоляции под воздействием 
высокого напряжения. Постоянное воздействие 
ЧР ведёт к постепенной деградации изоляции 
и может привести к электрическому пробою 
изоляции. 

Дефекты в изоляции могут развиваться 

за короткий промежуток времени, поэтому 
периодический контроль не всегда позволяет 
их зафиксировать. Это диктует необходимость 
использования устройства непрерывного контро-
ля ЧР. Одним из производителей такого обору-
дования является компания Omicron.

СИСТЕМА АНАЛИЗА 

ЧАСТИЧНЫХ 

РАЗРЯДОВ MPD 600 

Это высококачествен-

ный, высокоточный мо-
дульный набор средств 
сбора и анализа данных 
для обнаружения, реги-
страции и исследования 
частичных разрядов в 
кабельных системах.

Основные характе-

ристики системы — это 
устойчивость к помехам 
при измерении ЧР даже 
в сложных условиях 
эксплуатации, высо-

кая точность измерения благодаря полностью 
цифровой обработке данных, лёгкое расширение 
до практически неограниченного числа каналов, 
соответствие стандарту IEC 60270.

Анализ осуществляется при помощи интегриро-

ванного программного обеспечения, характерными 
особенностями которого являются визуализация 
в режиме реального времени процессов изме-
рения и проведение анализа характеристик ЧР. 
Система измерения ЧР МPD 600 соединяется с 
управляющим сервером при помощи оптического 
кабеля, длина которого может быть до 2 км (рис. 5).

Рис. 5. Окно программного обеспечения