引言
电缆投入运行后，会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。在制造中和施工中存在的微小缺陷，也会随着运行时间逐渐发展和恶化。火电厂内一般主变进线、启备变进线、联络变压器出线以及重要辅机均采用高压电缆，电缆一旦发生故障将导致严重后果。
1电力电缆局部放电在线监测的重要作用
传统的电力电缆绝缘性能监测方式一般是进行定期试验。这种试验通常在雷雨季节前的春检时期将电网关闭，然后统一检验设备的绝缘性能，并将检验结果与标准作对比，如果超出标准值，就需要对该设备进行检修。这是一种预防式的维护方法，它在我国已经使用40多年了，在一定程度上保证了电力系统的可靠运行。然而从长期来看，这种方式存在很大的局限性。首先，定期试验过程需要对电网停电才能进行，这不但会给各企业和个人带来很大损失，还会耗费大量的人力物力，安排工作也是个很大的问题。其次，定期试验和电缆或设备的实际工作环境不匹配会导致试验结果不准确。试验一般在电压较低的条件下进行，而电缆或设备常常工作在高压状态，还可能存在热应力等问题，这样在工作中出现的一些缺陷有可能在试验中检测不出来。而且，电缆各个部位出现绝缘老化的速度不尽相同，这就使得各种故障有着不同的潜伏期和发展期，定期试验可能会漏报即将出现故障的部位或者早报可能出现的问题。
2电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用
2.1温度在线监测
监测电缆的温度，既可获取电缆绝缘的工作状况，又可通过计算线路的载流量了解线路运行状态。温度在线监测主要依据光纤的光时域反射原理及光纤的背向拉曼散射温度效应，并基于所测温度对电缆载流量进行计算，从而获得电缆运行信息。测温光纤既可以敷设在电缆护套内（内置式），也可沿线敷设在电缆护套外（外置式）。运行经验表明，虽然该测温系统具有测量距离长、测温精度高等优点，但存在空间分辨率较低、对因各类缺陷造成的局部温升不敏感、易受敷设环境温度、湿度影响等缺点
2.2接地电流在线监测
监测电缆的接地电流，可获取电缆外护套的完整性信息。此外，当电缆主绝缘内的水树枝发展时，其电容量发生变化，使得流经主绝缘的容性电流发生变化。在线监测接地电流中容性分量的变化，亦可获取电缆绝缘老化的信息。该方法通常采用在接地线上安装工频电流互感器实现，无需改变接地线的连接方式，适合110kV及以上电压等级电缆线路。通过研究结果和运行经验均表明，接地电流监测是判断电缆护套安全状态的重要手段，也是未来电缆系统在线监测技术中重要一环。
2.3tanδ在线监测
介质损耗角正切值（tanδ）是反映电介质材料介电特性的基本参数，能够反映电缆线路绝缘整体性能的优劣。电缆tanδ值测量时，分别从电压互感器和电流互感器获取电压、电流信号，通过数字化的测量装置测量二者间的相位差，从而获得tanδ值。典型的tanδ值在线检测法是检测两个正弦波过零点的时间差，再通过频率和时间差来计算相位差。
2.4局部放电在线监测
电缆局部放电的在线监测是指通过传感器系统实时采集额定运行电压下电缆系统内的局部放电信号，并将其传输至终端，进行后续的处理和判断。各类局放检测方法中，电磁耦合法因其安装方便、检测准确率高等特点，可应用于局部放电在线监测。
3电力电缆局部放电在线监测方法
在线监测的思想最早是由美国的约翰逊提出来的，经过60多年的发展，电力电缆局部放电在线监测技术不断进步和完善，形成了以下几种方法：
3.1差分法
这是日本研发的一种监测方法，即将两块金属箔用粘合剂粘在电缆中间接头两侧的金属屏蔽层上，这样金属箔和屏蔽层的中间就构成了近2000pf的等效电容。如果电缆某端出现局部放电，电信号与绝缘层之间的等效电容形成耦合作用，检测回路中就会产生电流，电阻中就会检测到电信号。对检测到的电信号进行频谱分析可知，如果频谱分析的中心频率在10～20MHZ之间，产生的信噪比是最大的。这种差分法在线监测电路能够像差动平衡回路一样，电阻两端电压值不会降低，干扰信号经过时不会产生压降，所以能够起到抑制干扰的作用。
3.2方向耦合法
它的主要部件是方向耦合器，由罗格夫斯基线圈、电极板和两个终端电阻组成，金属屏蔽层和电极板中间会形成一个等效电容。该方法需要在电缆中间接头的两端都装上方向耦合器。当电缆中产生局部放电信号时，电信号从一端传向另一端，于是在等效电容和线圈中能检测到脉冲信号。局部放电信号的传播方向是根据电容中产生的耦合信号和线圈中产生的耦合信号的大小关系来确定的，这样就可以判断出放电信号产生的部位。这种方法灵敏度高，监测频带较宽，且抗干扰能力较强。
3.3电磁耦合法
这种方法最早应用于发电机和变压器中，后来才逐渐应用到电力电缆监测上。运用电磁耦合思想进行在线监测的方式有多种，它们使用不同的传感器和结构，监测部位和抗干扰手段也各不相同。一般使用的电流传感器是带铁氧体磁芯的宽频带罗氏线圈型，监测部位包括电缆终端金属屏蔽层接地引线处、电缆上或者中间接头屏蔽层。
3.4超高频电容耦合法
将接头附近电缆上的外护套削去一部分，使得外半导电层的金属箔形成一个电极，用导线连接屏蔽层，电容耦合器输出检测到的电信号。低频电压时，外半导电层电阻较小，耦合器不会破坏绝缘。当出现超高频电压时，可以很好地检测到放电信号。除上述方法外，还有超高频电感耦合法和超声波检测等电力电缆局部放电在线监测方法。
结束语
随着我国电力行业的不断发展与进步，社会对电力行业提出了更高的要求，需要保证电网的安全、稳定运行。电力电缆在线监测技术与检测技术是一项重要的技术，主要用于故障诊断。国发电站和电网发展迅猛，风能、核能等清洁能源越来越受到重视，使得电网规模、装机容量和电力线路的需求越来越高。电力电缆因其不影响地面的景观且不易受到污染、不需要过多维护、可减少事故、抗干扰能力强等优点，在电网建设中发挥了巨大作用。电力电缆局部放电在线监测的手段将日益完善，在实际应用中也将会逐渐适应各种各样的复杂环境，从而在电力电缆线路的安全运行中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]沈黎明．电力电缆应用技术[m]．郑州：郑州大学出版社，2011.
[2]卓金玉，韩雪清．电力电缆设计原理[m]．北京：机械工业出版社，1999.
[3]徐丙垠，李胜祥，陈宗．电力电缆故障探测技术[m]．北京：机械工业出版社，1999.
[4]速水敏幸．电力设备的绝缘诊断[m]．刘晓萱，译．北京：科学出版社，2003.
[5]魏华勇，孙启伟，彭勇.电力电缆施工与运行技术[M].北京：中国电力出版社，2013.
[6]李建明.高压电气设备试验方法[M].北京：中国电力出版社，2001.