智能电网中电缆终端泄漏电流的监测及预警

　　近些年技术在快速进步，与之相应的智能电网也日益拓展了总体的规模，覆盖于更广的城乡范围。相比于传统电网，智能电网表现出更高层次的综合性和自动化，是电网更新的总体趋势。

　　摘 要：近些年技术在快速进步，与之相应的智能电网也日益拓展了总体的规模，覆盖于更广的城乡范围。相比于传统电网，智能电网表现出更高层次的综合性和自动化，是电网更新的总体趋势。然而，智能电网衔接的电缆若泄露了终端的电流，那么很易遭受时间较长及面积较大的断电故障，电力体系因而受到损失。为了防控泄露电流的故障，有必要实时监测电网，在这种基础上设置必备的电网预警体系。对于此，有必要解析智能电网中泄露电流的根本原理，结合电缆终端的真实情况，给出相适应的预警，以及监测方式。

　　从在线监测的角度看，监测智能电网的指标包含了是否泄漏电流。通过对泄漏电流进行估算就能够得到绝缘子的具体污秽状态。然而不应忽视的是，泄漏电流通常强度并不很大，同时还会遭受来自磁场的较多干扰。为了及时预警，有必要实时监测电缆终端泄漏的电流。

　　对于此，需要综合考虑搜集泄漏电流、搜集接入电网的信号、处理泄漏电流的相关信息等[1]。针对数字处理，可以选择小波消噪的特定方式来消除电缆终端遭到的干扰信号，进而对比得到精确的信噪比。实验结果证实：预警和监测电缆终端电流泄漏的具体方式可以切实防控电缆信号的泄漏，并且可以过滤电网的噪声。

　　2 预警监测的必要性

　　最近几年，技术水准在快速提升，这种趋势下的智能电网也表现出更高的可控性和可观测性。自动化控制的新式智能电网可以优化智能服务，在电网控制中选择了综合的智能化方式。然而统计表明，近些年来智能电网仍频发时间较长且面积较大的断电事故，事故根源通常为绝缘子污闪[2]。

　　在电网系统内，污秽绝缘子通常会发生表层的污闪现象，这种状态并非仅仅来自空气间隙。从根本上看，污闪现象源自多样的要素，例如热力学、化学及受电造成的影响。在绝缘子的表层，热动力如果要达到平衡通常伴有局部性的弧络。具体判断绝缘子遭到污秽污染的程度时，可选择的指标包含了表层电导率、闪络场强因素、电缆泄漏的电流、等值附盐密度。在这些要素中，终端泄漏的具体电流大小关系到当时气候、爬电比距、污秽的程度等。电缆在运行时，电网可提供实时性的监测信息，据此能够测出运行时的绝缘子状态。

　　通过长期的监测可知，电流泄漏关系到周边环境。若电缆处在电流较大且电压较高的具体环境中，更易遭受多样的干扰。例如：周边的电磁辐射、雷电对于电网的冲击、谐波或噪声的冲击。发生污闪的现象包含多个阶段，若可以实时监控智能电网，则便于判定绝缘子污秽达到的真实程度。发生污闪之前，智能电网就可以给出精准的预警信息。这样做，在更大范围内可以确保可靠且稳定的供电，与此同时也有利于电网的检修[3]。

　　3 设计监测系统

　　监测电缆泄漏电流时，关键点为最大的电导率，也就是表层最高的电导率。经过测算以及观察，可以给出多层次的预警模型。具体来看，构建预警模型之后，就可以借助模型来判断电缆污秽的具体组成、污秽的总量和相关成分、污秽的形态等。同时，表层电导率也关系到实时的湿度。在不同阶段内，电缆受潮的状态也并不相同，在这基础上可以判断电导率和受潮程度二者的联系。此外，污闪电压与电导率两者也表现出特定的函数关系。经过综合判断，可以估测得到精确的爬电距离和终端电缆的具体结构。提取特征量之后，就能够给出普遍适用的预警模型，这样做更便利了实时监测绝缘子污秽，设置在线的评估[4]。

　　泄漏电流必须予以实时监测，这样才可以确保安全。在线监测安装了搜集电流的模块，经过监测可得受潮和污染的状态。通过网络的方式，远程中心能够判断并且接收实时性的监测信息。在安装监测时，可以选择蓄电池和电池板的综合安装方式。投运的状态下，相关部门也应掌控各阶段的电缆泄漏状态。依照测定的数据，有序安排最恰当的时间用来修复智能电网。这样做可更大范围杜绝隐患，以及污闪故障，因而也从根本上确保最优的智能运营质量。

　　从监测原理看，在线测量电缆泄漏的具体途径包含非电量法和相应的电量测量法。最近几年，新式的测量方法还包含了非接触测量和在线远程测量。针对泄漏的电流，通常选择截取引流的方式来具体测量。这种方式包含：在接地的过程中加入必要的导线用来引流，直接把泄漏电流导入地下，然后截取电流并且获得精确的数值。这种方式具备了优良的精度，但却相对较危险。此外，还可选择接触法来测量：采集电流时可以加装接触式固定单元，等电位法可以判定电流数值。这种方式妥善弥补了直接测量电流时的漏洞，可以实时反馈泄漏的位置，进而给出修补的方式。

　　4 预警监测系统的内部构架

　　针对终端泄漏电流的电缆予以实时监测，监测系统配备了若干子站。子站具体的性能包含：在特定的阶段内能够上传电流，并且提供实时湿度，以及温度参数。子站接受了指令后，可以迅速予以响应，在特定范围内上传信息。同时，子站还具备了休眠和唤醒的性能，可以节省电能。针对失电时的信息，子站能够予以保护。自动诊断故障，在这种基础上自动恢复。在设置了报警阈值后，可以支持报警和远程的复位，还能够设置联网时的参数[5]。子站设有各自的编号及密码，可以查询并且校正时间。针对供电电压，也能够实时检测。

　　预警和监测的性能具体针对电缆电流的泄漏，系统设有电池板、太阳能蓄电池、搜集电流的单元、子站的主机等。在这些模块中，总线配备了采集信息的前端单元。经过采集之后，相应的单元能够把数值传送至主机，监测子站可以上报实时性的泄露电流。这样做就确保了在线式的远程电缆监控。主机平台能够用来获取电缆泄漏的在线信息，分析并且整理数值，在这之后实现存储信息。从系统整体看，主机平台构成了中心，能够用来实时预警。预警系统搜集的对象包含了杆塔污秽程度，搜集了关于污秽的实时状态。经过后期的评估，监测中心就能够接收规约中的监测信息。从平台角度看，监测中心也能够判断电流泄漏的监测指令，能够读取前端传感器发出的各类动作。详细来看，预警和监测电缆终端的具体模块包含如下：

　　接入传感器的模块配备了足够的接口，能够衔接主机平台。通过在线监测，为传感器设置了管理主机的多个通道。经过这种改进，主机就能够密切衔接智能式的传感器，可以测量多条电缆的污秽度。针对类似的传感监测，传感器模块也可以留出必备的通道。处理数据的模块设置了双重的CPU，这样做可以根本上加快监测泄漏及处理泄漏电流的速度。可以选择嵌入式的具体设计，便于拓展更广的监测性能。同时，模块化软件也便于拓展。

　　在通信模块中，初期设计时必须考虑日常监测中的复杂环境，这种基础上设置在线监测。通常来看，在监测电缆终端时，系统会面对多样的复杂环境，这种环境也隐含了不可确定的要素。因此，设计模块时也不应当忽视监测过程中的复杂环境。受到通信的制约，系统可以选择特定手段用来传输，具体在选择过程中还需要兼顾真实的通信需要。从现状看，可以设置光纤传输及无线传输这两类的方式，例如TCP/IP、CDMA-1X以及GPRS。在线监测电流泄露的电源模块通常安装于较高的杆塔或者电力线路。因此，受到供电限制，某些情况下不可以提供交流的220V供电。因此，可以转而选择蓄电池加上太阳能的综合方式来提供电能。