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电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究

文档作者：宋鹏先，朱晓辉，朱明正，王浩鸣，房晟辰文档来源：国网天津市电力公司电力科学研究院		更新日期： 2026年05月19日	点击数：
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2018 年 2 月 Engineering Technology and Application | 工程技术与应用 | ·33·
电力电缆线路运行温度在线检测技术应用研究*
宋鹏先，朱晓辉，朱明正，王浩鸣，房晟辰
（国网天津市电力公司电力科学研究院，天津 300384）
摘 要：随着市场经济发展水平不断的提高，人们开始对电力电缆线路的运行安全稳定要求越来越高。可是，传统的热
电偶局部点测温技术无法实现线路的实时监控目标，给电力电缆线路运行带来了非常大的安全威胁。据此，相关工作人
员从在线测温技术应用方式和实践着手，将技术作用于实际线路运行的普及率提高，从而满足电力系统优化建设的需要。
文章介绍电力电缆线路运行温度在线检测技术，重点分析对其运行和维护。
关键词：电力电缆；线路；运行温度；在线检测技术
中图分类号：TM247 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2018）02-0033-02
* 基金项目：国家自然科学基金（51537008）；This work
is supported by the Chinese National Natural S cience
Foundation under the Grant 51537008.
作者简介：宋鹏先（1986-），男，博士，工程师，研究方向：
电缆绝缘老化评估及带电检测。
我国电网电缆平均出现故障的几率比较大，重点就
是因为缺乏对电力电缆线路的在线监测工作。电力电缆
线路运行当中，出现故障的往往都是来自于比较细小的
漏洞，漏洞所在点经常出现异常发热，造成缺陷点温度
不正常升高。终端、中间接头，尤其是中间接头是整条
电缆系统当中绝缘性能最为脆弱的地方，作为电力故障
的高发地带。另外敷设弯曲时，由于形变，绝缘本体密
度以及绝缘强度出现了改变，电场与热场分布也出现了
各种畸变，弯曲敷设的地方同样也是故障高发的地带。
因此，怎样对故障高发地带进行全范围精确的温度检测
尤为关键。通常来说，火灾是最大的危险，避免电缆火
灾需要摆在第一位的工作上。传统的测温方法只能对局
部进行测温，不能对整条电力电缆线路实现温度在线监
测，非常危险，还存在局限性。可是，随着测量技术的
高速进步发展，分布式光纤连续在线检测技术出现，只
利用一根或者几根光纤，就能够实现对长达数公里的线
性设备以及点式设备监测目标，而且电力电缆线路运行
温度在线检测技术获得非常广泛的使用。
1 电力电缆线路运行温度在线检测技术
1.1 点式温度传感技术
此技术重点是依靠几个温度传感器。例如热电偶、
热电阻等，利用点式的温度传感器来对现场几个特定
点的温度进行检测。此技术主要是需要使用特定的专用
电缆从温度传感器那里获得温度数据，将其传输到计算
机终端之后进行数据分析处理的一种技术。点式温度传
感技术利用比较多的就是依赖温度传感技术或者热电偶
进行温度检测技术，工作原理主要是根据之前将热电偶
或者温度传感器安装到电缆线路当中非常关键的位置当
中，即最容易出现故障的地方，确保可以对这些地方实
现监测的技术。这样的技术优势就是操作简便，方法既
简单又容易学会，缺点是无法进行全面的检测，监测范
围受到限制。
1.2 热效应在线检测技术
热效应在线检测技术主要是依靠在热效应的前提基
础之上开发出来的电力电缆线路运行温度监测技术。应
用方式就是使用红外线技术来对电力电缆的表面温度进
行测量，这里的红外线技术就是红外热像仪。之后，技
术使用工作人员按照所获取的温度改变信息，将电缆线
芯的温度计算出来。热效应在线检测技术实现了非接触
式的线路运行稳定检测，从而可以对其运行情况进行一
个非常精准的判断。起到核心效果的红外热像仪最容易
受到周围环境的影响。因此，技术工作人员要严格控制
热效应在线检测技术的使用条件。
1.3 新型线式温度传感技术
新型的线型温度传感器，也就是需要可以感应到温
度的感应器，但是感应器并不是放在电缆上面，而是电
缆自身就是由特殊材料所形成的。这样的电缆统一叫做
感温电缆，选择好感温电缆之后，将这两种电缆捆扎到
一起用来测量被测区域的温度数据。这样的测温传感技
术的工作原理主要是被当成被测电缆的温度超出预先设
置的最大温度。感温电缆将出现短路，朝控制它的主机
发出预警信号，满足电缆温度监测的目标。这样的测温
技术主要具备非常多的缺点，例如温度固定，无法按照
实际情况进行灵活变化。还有预警信号不完整，主要是
因为感温电缆并未全面覆盖。由于存在非常多实际影响
使用的确定，因此这样的传感技术并未被过多的投入到
实际的使用过程中。
1.4 光纤传感技术
目前，制作光纤的主要成分就是SiO2 分子结构组
成的石英玻璃。分布式光纤温度检测技术的主要的基
本原理就是后向拉曼（Raman）散射效应。使用波长为
980nm 的激光脉冲和光线分子互相作用，构成后向拉曼
散射，拉曼散射可以将光线分子的热振动密切体现出来。
当前分布式光纤温度检测技术使用最为广泛的就是光时
域反射（OTDR）测温技术，这个技术性能和使用效果
可以从最大程度上将电力电缆线路实时温度检测的基本
需要充分满足。可是光时域反射测温技术存在非常多的
不足，比如对激光器和光开关技术参数的需求非常苛刻、
需要非常高的后期维护技术、关键器件的有效使用期限。
因为现今光纤技术的高速进步发展，电缆温度检测当中
光纤传感技术得到了广泛的使用。电缆温度监测当中使
用最多的就是分布式光纤温度监测技术，工作原理就是
后反向拉曼散射效应。分布式光纤温度监测利用的是光
时域反射测温技术。这个技术在电力电缆进行温度监测
可以获得良好的效果，应用十分股哪个服那。可是光时
域反射测温技术存在一定的缺陷，例如要求比较高的激
光器和光开关技术参数、后期维护成本和难度比较大、
器件使用寿命短。所以，要从光频域的角度检测电线电
缆的温度。
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2018.02.011
·34· | 工程技术与应用 | Engineering Technology and Application 2018 年 2 月
2 电力电缆线路的运行
2.1 电缆的运行电压
一般来讲，电缆线路的运行电压以及额定电压之间
存在联系。一旦有些电缆线路不投入使用必须要和电网
相连接，这样才可以保证电缆线路不会受到潮湿。中性
点不接地的同时，一旦出现单相接地，运行时间就需要
控制在两个小时之内。
2.2 电缆的运行温度
从电缆的运行效果来讲，一旦电缆运行速度过大将
导致温度上升，电缆线路的绝缘以及老化速度也开始不
断的加快。此外，一旦电缆线路的温度过高将出现热膨
胀的情况。严重的将构成电缆内部出现空隙，这些空隙
长时间存在将出现游离情况，同时还可以直接造成损坏。
所以，电缆运行的同时，工作人员要对电缆芯导体部分
温度实现控制。一旦是110kV 的充油电缆揽芯，温度要
控制在标准的温度范围当中。可是，因为电缆芯温度无
法预测，所以，工作人员需要按照电缆表层温度来对电
缆芯的温度进行判断。一般来说，表层温度差要控制在
15℃左右。此外，测量温度的过程中，测量人员需要利
用对应的限制负荷的措施，检测地上和地下的电缆线。
2.3 电缆的运行负荷
不同电缆线在电压环境中运行负荷量也不一样，负
荷量不允许过大，可是对经常性的符合电流来讲，小于
最长期使用的电流能够在短时间里利用过量的负荷。一
旦是小于10kV 的电缆线，最大的负荷电流不要大于额
定电流的110%，停留时间也不要超出两个小时。
3 电缆线路的运行维护措施
3.1 制定完备的电力电缆维修管理机制
因为电缆敷设的范围广泛，电缆数量比较多，所以
需将电缆维修工作具体落实到统一的管理机制当中进行
运行。首先，确定电缆维修具体措施及具体方法，严格
规范电缆维修工作的具体细节；其次，维修工作需要落
实到个人，明确分工，及时向上级反映汇报日常维修的
工作；再次，提高维修工作人员的工作质量，定期做好
政绩考核，利用奖惩制度，对疏忽导致的电缆工作问题
实现处分，对工作认真的人员实行奖励制度激发员工的
积极性；最后，增强对电缆维修工作者的素质培训力度，
保证工作者可胜任电缆维护工作，避免带来安全威胁。
3.2 电力电缆线路温度的维护检测
抽查检测电力电缆线路温度重点是由以下工作组
成：①对电力电缆线路周围的环境温度定期维护好，同
时做好对应的记录工作；②对地下的电力电缆线路要进
行不定期的抽查线路密集地带或者散热不快的地方的温
度，将实时记录做好；③不同季节利用不同方法进行温
度检测，夏季，要加强温度维护以及监管力度，测试电
力电缆线路最大负荷之下的温度改变；④电力电缆线路
温度进行测量检测的过程中，要同时对电力电缆线路区
域当中土壤的温度、大气的温度一同检测，同时要将统
计工作做好，将曲线图绘制出来，直接表示了电力电缆
线路温度和环境的变化情况；⑤热力管道周围的电力电
缆线路的测试的过程中，要利用特殊的温度检测形式，
防止由于环境的影响导致测试无效的情况出现；⑥电力
电缆线路温度进行测试的过程中出现温度异常情况，要
对温度异常情况的详细过程记录，同时给有关单位提出
维修申请，防止由于温度异常导致财产出现损失等情况。
3.3 做好对电缆技术资料的管理
使用计算机技术来统一管理电缆运行情况以及技术
资料。当中主要包含对电缆网络总平面图、电缆铺设线
路、电缆漏洞分析管理工作以及电缆施工的详细路段的
标准和日常维修报告、专档管理等。这些管理工作都带
给电力电缆维修工作非常清楚可靠的数据资料支撑。例
如电缆日常维修资料的管理，可以加强电缆出现问题地
方的了解，日常监测当中要有目的有针对性的进行检查。
同时，记录下维修方法为接下来的维修工作带来更好的
例子，给维修工作带来非常大的方便。
4 电力电缆运行温度在线检测技术应用
4.1 分布式光纤温度传感技术的优势
分布式光纤温度传感技术的优点主要是可更好的应
对易燃易爆的不良环境。因为这样的技术不再是使用传
感器技术，而是利用光频域反射测温法，不但将传统测
温方法当中的不足弥补，还能够将检测温度的速度提升。
在恶劣的环境中还可正常的运行，保证良好的安全性能。
4.2 电缆发热的在线监测仪
一般的测温方式不是非常精准也容易失去效果，很
难掌握每一条电缆每一段时间的发热情况，决定利用智
能温度传感器，同时综合单片机系统制作一款适合于电
网电缆状态检修的检测仪器。伴随着我国电子技术水平
的不断发展，利用单片机连续对电缆发热温度实现监测，
不但具有组态简单、准确可靠监控、自动报警等优势，
正因为使用的正式最为先进的测温度技术，从而要和传
统测温方式比较具备非常良好的准确率，实现降低电缆
出现火灾事故的几率。
4.3 查询电路
查询电路主要是使用在对电缆历史报警温度和实践
进行查询，方便检修工作人员可以随时对地的对电缆每
一个时间的发热情况了解和掌握。通过按钮将显示第几
天的温度值进行确定，将温度值读取到单片机的内存中，
发命令给读写程序，找到对应的地址单元，读取地址单
元的内容。
5 结束语
总之，检测技术的使用和不断进步有助于电力电缆
线路的保护工作，先进的在线检测技术能够提供更加精
准的检测数据，将线路的实时监测要求充分满足。为了
更好的实现对电力电缆线路的保护目标，技术工作者需
要积极将在线检测温度软件以及技术进行创新，从而深
入的对电力电缆导体温度的实时计算方法进行研究，最
后达到控制线路载流量的目的。
参考文献：
[1] 丛熙滋.35kV 及以下电缆线路故障分析及对策研究[D]. 大
连理工大学,2016.
[2] 张晓群. 变电设备在线检测技术及状态检修的研究[J]. 工
程技术研究,2017,(6):144-145.
[3] 李德泉. 电力电缆运行状态在线监测系统的设计[J]. 通信
电源技术,2017,34(1):93-94.

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