引言：高压电力电缆主要可用于输送大功率电能，是当前主要的电网输配电工作方式之一，具有节约空间、不受外界因素影响、安全性高、工作量少等优势。但随着输电线路的不断增加，高压电力电缆的负荷也随之提升，高压电力电缆的安全性得不到保障，极易引发单相接地等重大安全事故，由此相关人员就需要保证高压电力电缆监测预警系统的稳定运行，为广大群众的正常生产、生活提供强力支撑。

一、高压电力电缆故障分析及原因

（一）故障分类

第一，由电缆绝缘阻值小、单相或多项接地故障等原因导致的短路故障或低阻接地。第二，由电缆接地或绝缘阻值过高导致的高阻或短路故障。第三，主绝缘层或护套绝缘层由于破损等原因导致的绝缘层故障。第四，由金属屏蔽层或线芯导体故障导致的断线或开路故障。

（二）故障原因

第一，机械损伤。主要是由于以下几方面因素导致的。电缆安装过程中缆线发生过度弯折或擦伤、城市建设过程中结构损伤、车辆行驶过程中由于振动或冲击导致金属屏蔽层破损、终端或中心电缆保护套胀裂、土地沉降问题过于严重使得拉力增大等，极大缩短了高压电力电缆使用寿命。第二，绝缘层老化或变质。部分电缆绝缘层在强电场的作用下发生电离，或高压电力电缆自身温度过高，导致绝缘层被腐蚀，在降水的条件下绝缘能力降低。第三，雷击导致过电压。第四，其他原因，如高压电力电缆制造工艺不达标、安装方式不当等。

二、高压电力电缆故障监测及预警系统构成

高压电力电缆的故障检测及预警系统主要由测量硬件、智能终端、以太网、控制平台等组成，其中测量硬件包含光电开关、水位传感器、温度传感器、气体传感器、电流传感器等。

（一）运行状态监控

造成高压电力电缆故障的内因有用户用电量大、绝缘层老化等，使得电缆通过电流变大，接头处温度不断升高，进而导致其绝缘性能下降，由此就需要对高压电力电缆的接头温度进行实时监控。

高压电力电缆故障检测及预警系统中包含的电缆接头温控模块，可在智能终端的控制下实时收集接头温度数值，并以此为基础计算、显示具体的温度预测曲线，当预测值长时间超过阀值时则说明高压电力电缆发生故障，可及时触发预警机制，通知相关部门进行故障排查，避免小故障转为大问题。

（二）辅助状态监控

高压电力电缆的故障检测及预警系统可利用水位传感器、温度传感器、气体传感器、电流传感器、红外光电开关等对可能会引发高压电力电缆故障的因素进行实时监测，并利用智能终端设备将收集到的各类数据以数字信号的方式传递至上位机进行深入分析，判断高压电力电缆的实际运行状况，保证在第一时间发现异常并完成报警^[1]。

三、高压电力电缆故障监测及预警系统功能单元研究

（一）监控及网络平台与电缆防盗单元

监控平台实际上就是对高压电力电缆的运行状况进行全面监控、管理的平台，具有集中控制、调度、指挥、决策、数据采集、整合分析、状态监测、预警报警、数据存储等功能，主要由汇编语言及磁盘阵列监测数据库建成，主要可分为视频监控及状态监控两类。

网络平台利用光纤通信的方式实现各检测单元与监控平台的有效连接，可实时向监控平台发送各类数据信息，具有高速、独立、抗干扰能力强等优势，极大提高了传输数据的精确性及可靠性。

防盗监控单元主要通过收集高压电力电缆安装通道的井盖开合信息进行作业，并通过红外光电传感器感应隧道内人员所处位置，并将此类信息传递至监控平台，由相关软件显示井盖的开合状态，判断人员进出情况，对于违法进入隧道的情况进行预警，并控制隧道入口及井盖防盗锁的开合状态。

（二）温度检测与电缆金属护层接地检测单元

温度检测单元主要利用数字温度传感器与电缆接头进行接触测温完成监控工作。各高压电力电缆中间头可使用三个温度传感器，且各测量单元需保证检测三个以上高压电力电缆接头温度。温度检测模块可利用温度传感器采集电缆温度数据并发送给监控平台进行深入的计算、分析，当达到预定条件时立即触发报警。

高压电力电缆金属护层接地电流监控单元主要使用了电流互感器设备，一个监测点是由连接电缆、通信电缆、监测主机、三个开启式电流互感器构成的，其中电流检测模块可利用电流互感器对电缆金属护层接地电流数据进行收集，并发送至监控平台进行分析，若出现异常则立即开启报警模式。

（三）电缆通道水位及气体检测单元

水位检测单位可利用水位传感器对隧道内的水位上升状况进行监控，并将数据发送至监控平台，若数据异常则立即报警。需要注意的是，水位监测点主要放置在电缆接头、集水井内及水泵等区域。

气体检测单元主要由可燃气体传感器、氧气传感器等构成，可收集氧气、有毒有害气体、可燃气体等在隧道内的含量，并将数据传递给监控平台判断是否需要进行报警。电缆通道气体检测单元的检测点应尽量远离通风口、燃气管道交汇处、集水井等区域。

（四）烟雾与电缆局放检测单元

烟雾检测单元是利用烟雾传感器收集隧道内烟雾浓度数据实现报警的，主要由监控平台判断是否需要开启警报装置。需要注意的是烟雾检测单元应当尽量安装在大量电缆集中安放及电缆接头处。

电缆局放监测单元可利用高频脉冲电流传感器与电缆产生的局部放电脉冲电流信号进行耦合，得到的脉冲电信号可通过同轴电缆传输至检测采集模块，对信号进行滤波、放大、转换，最终传输至测试主机对信号进行识别，并将各类放电信号传输至数据库中进行存储，由检测面板显示数据变化情况，进而判断是否需要报警^[2]。

结论：综上而言，高压电力电缆的监测预警系统在一定程度上提升了高功率电能的传输安全性，有效降低了不必要的资源消耗，便于相关技术人员对整个工程线路情况进行全面管控，为后续故障排除工作提供可靠参考。由此，相关行业从业人员需要及时更新升级现有的预警系统，满足当前的电网建设需要，保证电力行业的进一步健康、长效发展。

参考文献：

[1]刘大生.高压电缆和设备故障监测与预警系统探讨[J].高铁速递,2021(2):151-152.

[2]牛蓄源.矿用高压动力电缆在线监测系统研究与应用[J].内蒙古煤炭经济,2022(17):117-120.