CN103323703B - 一种电缆接头故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电缆接头故障诊断方法，通过实时监测得到的电缆接头外表皮温度和电缆接头内部监测点（位于铝护套或预制橡胶绝缘层外表面等零电位处）温度，利用线性最小二乘法对电缆接头暂态热路模型相关参数进行辨识，得到一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k，并利用辨识结果对电缆接头进行故障诊断。本发明可有效诊断电缆接头的四种常见故障，解决了诸多简化模型的质量评判理论未能考虑电缆热容及电缆接头温升的暂态过程的不足，满足电缆接头在线故障监测的需求，提高系统运行的稳定性。

Description

一种电缆接头故障诊断方法

技术领域

本发明涉及输配电系统电力电缆线路领域，特别是一种电缆接头故障诊断方法。

背景技术

在城市和大中型企业的供电系统中，越来越多地采用电力电缆输配电。多年的运行经验及对事故的分析显示90%以上的电缆运行故障发生在电缆接头的位置。当接头出现接触电阻增大等质量问题时，其运行温度相应升高，从而加速接头处绝缘老化使局放概率增加，形成恶性循环，严重时甚至导致电缆火灾的发生。如果能够对电缆接头进行在线监测，实时掌握其线芯的准确温度，便可及时发现接头质量的变化，消除可能的故障隐患。

迄今，已有许多文献提到了一些基于稳态温度场的电缆接头简化模型和质量评判理论，其基本思想为：电缆接头发热主要是由流经线路的电流在接头电阻处的损耗所释放出来的热能引起，该热能与流经线路的电流平方及接头电阻值成正比，热主要沿3个方向传递，即向沿导线两方传递和沿接头绝缘皮向外径向传递。由于热阻的存在，稳态时电缆接头温度将沿导线径向方向按一定的梯度分布，其中，接头处温度T_i最高，监测点（电缆表皮或者电缆附件绝缘层内表面）温度T_x其次，最后经绝缘皮热阻及一定范围的空气热阻衰减至环境温度T。结合上述分析并忽略一些次要因素，可以总结电缆接头的稳态热路模型，请参见图1，其中，I_x为电缆电流，T_i为接头处温度，T_x为监测点温度，R_x为接头处接触电阻，R_H1,R_H2为等效热阻。

由图1及相关定理可推导出电流、温度及电阻之间的关系：

$R_x=K\frac{I_{x_0}^2(T_x-T)}{I_x^2(T_{x_0}-T)}\·R_0---\left(1\right)$

式中R₀、I_x0、T_x0、T₀为电缆接头安装后的初始测定值，K为比例修正系数。

可见，接头电阻与温差(T_x-T)成正比，可以作为评估电缆接头质量，分析电缆接头绝缘老化程度，计算接头寿命，判别故障等的依据。

以上简化模型未能考虑电缆的热容及电缆接头温升的暂态过程，只适合于环境温度相对稳定，电缆加载稳定负载且持续时间较长达到热平衡之后的情况，使得其应用范围大大受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于温度实时在线监测系统的电缆接头故障诊断方法，能够通过实时监测得到的电缆接头外表皮温度和电缆接头内部监测点（位于铝护套或预制橡胶绝缘层外表面等零电位处）温度，利用线性最小二乘法对电缆接头暂态热路模型相关参数进行辨识，得到一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k，并依据辨识结果对电缆接头进行故障诊断。

下面对本发明的理论基础作详细说明：

电缆接头包含的各层结构都具有一定的热阻和热容，其产生的热量主要包括电流经过导体压接处接触电阻的电能损耗、金属护套内涡流及环流损耗、各静电屏蔽层和绝缘层的介质损耗。其中电缆接头处的主要热源是导体压接处的接触电阻，介质损耗和护套损耗实际上很小，一般可以忽略或者通过一个修正系数计入到导体总发热量中。此外，由于电缆接头表皮的温度主要受外部气候环境温度变化影响，受电缆接头本身发热影响很小，也即环境热容非常大，在暂态热路模型中可将其等效为受环境控制的热动势，其具体值可以由温度实时监测系统获得。最后，再将暂态热路模型中热容和热阻都很小的层次与相邻层合并，便可得到简化后的电缆接头二阶暂态热路模型，请参见图2。

图2中W为等效电缆导体产生的热流；T_c是导体的温度；T_s是监测点的温度值；T_e是电缆接头外表皮的温度值；R和C为层间的电阻和电容。

二阶暂态热路建模模型中的电缆电流I可以通过电流互感器直接测量，监测点温度T_s和电缆接头外表皮温度T_e也可通过数字温度传感器直接测量。但是电缆导体温度T_c无法直接测量，需要通过温度反演算法近似计算得到。热路模型中的热容C₁、C₃和热阻R_i、R_e等参数也难以获得其精确值，需要通过最小二乘算法，根据监测得到的温度和电流数据进行参数辨识得到。

根据系统辨识理论，参数辨识的基本思路是：首先根据暂态热路模型建立起已知量和未知量之间的函数关系式，再根据一段时间内已知量形成的时间序列，最后即可通过曲线拟合等方法辨识出未知量。

因此，需要对电缆接头暂态热路模型进行求解以得到表征已知量和未知量关系的函数方程。

采用叠加原理来求解电缆接头暂态过程的温升，分别求解只考虑导体电流变化和只考虑环境温度变化下的温升。由于实际环境温度的变化幅度有限、变化速度也较为缓慢，将其引起电缆接头各处的暂态温升看作近似相等，并近似用电缆接头外表皮温度取代，则：

T_C＝T_e+ΔT_C                        (2)

T_S＝T_e+ΔT_S                        (3)

式中，ΔT_C、ΔT_S分别为导体电流单独作用下电缆接头的导芯和温度监测点的温升。

实际电缆工作电流是近似周期性连续变化的一条负荷曲线，考虑到温度场的变化是一个相对缓慢的过程，为了简化计算分析过程，当电缆电流波动幅度小于某个阈值时忽略其波动量，并用平均电流来取代，从而将连续变化的负荷曲线简化为一条分阶段阶跃变化的曲线，再对每一个阶段内电缆的暂态温升采用图3所示运算电路来进行求解。

根据叠加原理，将二阶动态电路的全响应分为零状态响应和零输入响应，并分别列写它们的频域方程，随后进行反拉普拉斯变换等演算，最终可得到暂态时域过程的全响应ΔT_S、ΔT_C分别为：

$\mathrm{\Δ}{T}_S=\mathrm{\Δ}{T}_S^{\′}+\mathrm{\Δ}{T}_S^{\′\′}={\mathrm{WR}}_e+\frac{\mathrm{\Δ}{T}_S\left(t_0\right)(p_1{C}_1{C}_3{R}_e{R}_i-C_3{R}_e)-\mathrm{\Δ}{T}_C\left(t_0\right)C_1{R}_e+p_2{W}_1{R}_e}{p_1-p_2}{e}^{-p_1\mathrm{\Δt}}+---\left(4\right)$

$\frac{\mathrm{\Δ}{T}_S\left(t_0\right)(C_3{R}_e-p_2{C}_1{C}_3{R}_e{R}_i)+\mathrm{\Δ}{T}_C\left(t_0\right)C_1{R}_e-p_1{W}_1{R}_e}{p_1-p_2}{e}^{-p_2\mathrm{\Δt}}$

$\mathrm{\Δ}{T}_c=\mathrm{\Δ}{T}_C^{\′}+{\mathrm{\ΔT}}_C^{\′\′}=W(R_e+R_i)+\frac{\mathrm{\Δ}{T}_C\left(t_0\right)(p_1{C}_1{C}_3{R}_e{R}_i-C_1{R}_e--C_1{R}_i)-\mathrm{\Δ}{T}_S\left(t_0\right)C_3{R}_e+p_2{W}_1(p_1{C}_3{R}_e{R}_i+R_e+R_i)}{p_1-p_2}{e}^{{-p}_1\mathrm{\Δt}}+---\left(5\right)$

$\frac{\mathrm{\Δ}{T}_S\left(t_0\right)C_3{R}_e+\mathrm{\Δ}{T}_C\left(t_0\right)(C_1{R}_e+C_1{R}_i-p_2{C}_1{C}_3{R}_e{R}_i)-p_1{W}_1(p_2{C}_3{R}_e{R}_i+R_e+R_i)}{p_1-p_2}{e}^{-p_2\mathrm{\Δt}}$

式中：Δt＝t-t₀，p₁和p₂是如下特征方程(6)的两个根。

p²C₁C₃R_iR_e+p[C₁(R_i+R_e)+C₃R_e]+1＝0                (6)

从式(4)可以看出，监测点与外表皮的相对温升ΔT_S是电缆接头相关参数的非线性函数，且具有以下形式：

$y={\mathrm{kI}}^2+D_1{e}^{-x/{\mathrm{\τ}}_1}+D_2{e}^{-x/{\mathrm{\τ}}_2}---\left(7\right)$

式中：y是监测点实时检测到的暂态温升ΔT_S，I是实时监测得到的流过电流接头的电流，而x是时间Δt，可以通过对监测得到的电缆电流负荷曲线进行分段阶跃化处理后得到，因此y、I、x为已知量。而k、D₁、D₂、τ₁、τ₂均为未知量，它们可以根据y、I、x形成的时间序列利用非线性最小二乘算法进行参数辨识得到。其中，稳态温升系数k＝WR_e/I²≈R_wR_e，它是监测点在当前电流下最终将达到的稳态温升除以电流的平方得到的，与电缆接头的接触电阻和监测点的热阻成正比。

当电缆接头制作完成之后，正常情况下暂态热路模型中的相关参数C₁、C₃、R_i、R_e、R_w将为一个确定的常数。则由式(6)可知，此时暂态过渡过程的两个时间常数τ₁、τ₂也应该为恒定不变的量。

一旦电缆接头发生松动、老化、水树枝、局部放电等故障，暂态热路模型中的相关参数C₁、C₃、R_i、R_e、R_w将部分或者全部偏离初始值，此时通过参数辨识得到的k、τ₁、τ₂也会相应发生变化。因此，我们可以用参数辨识得到的k、τ₁、τ₂的变化趋势来衡量电缆接头质量的好坏。

虽然可以采用式(7)这个非线性方程作为辨识方程，利用非线性最小二乘辨识方法来对电缆接头参数进行辨识，但是非线性化的二阶方程计算复杂度还是偏高、辨识结果精度也较低。相比之下，如果能够采用线性函数作为辨识方程，则计算过程要简单明了得多。

根据高阶系统的降阶条件可知，如果辨识方程(14)中τ₁、τ₂两个参数相差较大，则其暂态过渡过程主要由较大的参数决定，此时可以忽略衰减较快的指数项，只保留衰减较慢的指数项，整个模型就从二阶降阶为一阶；如果τ₁≈τ₂，则该二阶系统实际上是一阶；即使τ₁、τ₂不满足上述两个条件，在工程计算时也可以将其近似降阶为一阶系统，由此带来的暂态过渡过程的求解误差可以近似忽略。

以上对高阶系统的降阶处理，也可以从物理模型上进行解释。对于图1的简化后的二阶暂态热路模型，我们可以看出：如果监测点尽量靠近导体，即热阻R_i与R_e的比值尽量减小时，此时二阶热路模型可近似退化为一阶模型，监测点温度和导体温度近似相等；或者当C₁相对C₃小很多时，该二阶模型的动态响应也将由C₃确定的特征根决定。于是，整个模型便能近似降阶为一阶暂态热路模型，请参考图4。

此时，电缆接头监测点在其内部电流流经导体产生的热源W单独作用下，产生的暂态温升可以采用三要素法进行求解：

$\mathrm{\ΔT}\left(t\right)=T\left(t\right)-T_e=\mathrm{WR}+(\mathrm{\ΔT}\left(t_0\right)-\mathrm{WR})e^{-(t-t_0)/\mathrm{RC}}---\left(8\right)$

直接采用式(8)作为辨识方程，仍然是一个非线性参数辨识问题，为此需要对辨识方程进行变形。

任意取暂态过渡过程中，相隔固定间隔Δt_m的两个时刻t₁和t₂，可得到电缆接头监测点在热源W单独作用下产生的暂态温升为：

$\mathrm{\ΔT}\left(t_1\right)=\mathrm{WR}+(\mathrm{\ΔT}\left(t_0\right)-\mathrm{WR})e^{-(t_1-t_0)/\mathrm{RC}}---\left(9\right)$

$\mathrm{\ΔT}\left(t_2\right)=\mathrm{WR}+(\mathrm{\ΔT}\left(t_0\right)-\mathrm{WR})e^{-(t_2-t_0)/\mathrm{RC}}---\left(10\right)$

将t₂=t₁+Δt_m代入式(10)再经过推导可得到

$\mathrm{\ΔT}\left(t_2\right)=\mathrm{WR}+(\mathrm{\ΔT}\left(t_1\right)-\mathrm{WR})e^{-\mathrm{\Δ}{t}_m/\mathrm{RC}}=\mathrm{WR}(1-e^{-\mathrm{\Δ}{t}_m/\mathrm{RC}})+\mathrm{\ΔT}\left(t_1\right)e^{-\mathrm{\Δ}{t}_m/\mathrm{RC}}---\left(11\right)$

式(11)描述了电缆温升暂态过渡过程中相隔Δt_m时间前后两个暂态温升的关系，把ΔT(t₁)看作自变量x,ΔT(t₂)看做因变量y，同时引入电缆电流I，则可以得到关于电缆接头的一阶线性表达式：

y＝A·x+B·I²                      (12)

式中： $A=e^{-\mathrm{\Δ}{t}_m/\mathrm{RC}},B=\mathrm{WR}(1-e^{-\mathrm{\Δ}{t}_m/\mathrm{RC}})/I^2.$

根据前面的分析同理可知，一阶模型中参数x、I、y均为已知量，参数A、B为未知量。在短时间内电缆暂态模型参数R、C是恒定不变的，而Δt_m是人为选定的固定时间间隔也是常数，故A、B为常数，于是式(12)成为一个线性辨识方程。

因此，参数A、B可以根据x、y形成的时间序列并利用线性最小二乘法辨识出来。根据A、B便可推算出一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k分别为：

τ＝RC＝-Δt_m/lnA                      (13)

k＝WR/I²＝B/(1-A)

本发明的具体步骤包括：

步骤1、对系统条件进行初始化；

具体包括：

初始化条件1：根据电缆埋设实际情况，选择电缆接头温度的监测点和环境温度的监测点；

初始化条件2：设置环境温度稳态时最大波动阈值m、电缆电流稳态时最大波动阈值n；

初始化条件3：设置监测系统的采样周期t_x、最小二乘参数辨识算法的自变量和因变量的取样时间间隔Δt_m；

步骤2、按照t_x，等间隔实时采样电缆电流I、监测点温度T_s及环境温度T_e，并将历史监测数据保存，形成I、T_s、T_e关于时间变化的监测曲线，并作T_s和T_e监测曲线的温差曲线ΔT＝T_s-T_e；

步骤3、依据阈值m、n，将实时监测得到的T_e和I历史数据划分为两个以上的暂态过渡过程；

步骤4、对于长度大于Δt_m的每一个暂态过渡过程，抽样形成其最小二乘参数辨识算法所需要的自变量列向量X=[X₁,X₂]和因变量列向量Y，

X₁=[ΔT(t₀)ΔT(t₁)……,ΔT(t_n-Δt_m)]^T，X₂=[I²(t₀)I²(t₁)……,I²(t₁-Δt_m)]^T，

Y=[ΔT(t₀+Δt_m)ΔT(t₁+Δt_m)……,ΔT(t_n)]^T；

抽样的开始时刻为t₀，终止时刻为t_n；

步骤5、基于线性最小二乘法辨识得到参数A、B；

[A B]＝(X^TX)^-1X^TY；

其中，X和Y是所有的暂态过渡过程形成的自变量和因变量拼接起来的综合列向量；

步骤6：由A、B计算出一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k；

τ＝-Δt_m/lnA，k＝B/(1-A)；

步骤7：依据实时辨识得到的时间常数τ和稳态温升系数k对电缆接头的状态进行实时评估，用以故障诊断。

所述步骤7中根据τ、k的变化判断系统的运行状态或故障情况，具体包括：

情况1：τ、k保持初始值，不发生明显的波动；此时系统为正常运行状态；

情况2：τ保持初始值，k逐渐增大或者突然跃变为一个较大值；此时电缆接头处于故障状态，且故障征兆是电缆接头接触电阻增大，具体原因是电缆接头松动或者老化；

情况3：k保持初始值，τ发生突变或缓慢的变化；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头热容异常，具体原因是电缆接头绝缘老化或者水树枝；

情况4：τ和k均发生突变或缓慢的变化；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头热阻异常，具体原因是电缆接头绝缘老化或水树枝；

情况5：k和τ均发生明显地时大时小的异常波动；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头发热异常，具体原因是局部放电。

与现有技术相比，本发明可有效诊断电缆接头的四种常见故障，解决了诸多简化模型的质量评判理论未能考虑电缆热容及电缆接头温升的暂态过程的不足，满足电缆接头在线故障监测的需求，提高系统运行的稳定性。

附图说明

图1为电缆接头的一个稳态热路模型。

图2为本发明的电缆接头二阶暂态热路简化模型。

图3为本发明的电缆接头二阶暂态热路模型的运算电路。

图4为本发明的电缆接头一阶暂态热路模型。

图5为本发明的电缆接头故障诊断流程示意图。

图6为本发明系统正常运行时监测点的参数辨识结果。

图7为本发明电缆接头接触电阻增大为原1.2倍时监测点的参数辨识结果。

图8为本发明电缆接头热阻增大为原1.5倍时监测点的参数辨识结果。

图9为本发明电缆接头热容减小为原0.75倍时监测点的参数辨识结果。

图10为本发明电缆接头发热异常时监测点的参数辨识结果。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：

步骤1：对系统条件进行初始化：①设置电缆接头内部铝护套作为接头温度的监测点、设置电缆接头外表面温度作为环境温度的监测点②设置环境温度稳态时最大波动阈值m=0.2℃、电缆电流稳态时最大波动阈值n=50A；③设置监测时最小时间单位t_x=1min、自变量和因变量的采样间隔时间Δt_m=11min；

步骤2：按设定好的t_x，等间隔实时采样电缆电流I、监测点温度T_s及环境温度T_e，并将历史监测数据保存，可形成I、T_s、T_e关于时间变化的监测曲线，并作T_s和T_e监测曲线的温差曲线ΔT＝T_s-T_e；

步骤3：依据设定好的阈值m、n，将实时监测得到的历史数据划分为多个暂态过渡过程；

步骤4：对于长度大于Δt_m的每一个暂态过渡过程，抽样形成其最小二乘参数辨识算法所需要的自变量列向量X=[X₁,X₂]和因变量列向量Y；

步骤5：基于线性最小二乘法辨识得到参数A、B：即：[A B]＝(X^TX)^-1X^TY，辨识结果为A=0.947、B=3.47×10^-6；

步骤6：由A、B计算出一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k，计算结果为：τ＝-Δt_m/lnA≈388，k＝B/(1-A)≈6.55×10^-5。

步骤7：依据实时辨识得到的时间常数τ和稳态温升系数k对电缆接头的状态进行实时评估，用以故障诊断，本发明可诊断如下几种运行状态或故障情况：

实验1：在系统正常运行时，对τ和k进行辨识，辨识结果请参见图6。

经过实时辨识，可见在不发生任何故障、系统正常运行时，时间常数τ约为388，稳态温升系数k约为6.55×10^-5，均保持为初始值，不会发生明显波动。

实验2：电缆接头接触电阻增大为原来的1.2倍，对τ和k进行辨识，辨识结果请参见图7。

模拟电缆接头接触电阻在550h时发生突变，变为原来的1.2倍（实际电缆接头的接触电阻变化应该是非常缓慢的，但是经过长年累月的积累过程，几个月之后的接触电阻可能会比刚安装时大很多，达到1.2倍以上是完全有可能的）。

经过辨识结果分析可知，由于电缆接头各层的热阻和热容不变，故此时时间常数不变，而稳态温升系数经过一个暂态过渡过程之后收敛为7.86×10^-5，为突变之前的1.2，辨识准确。

实验3：电缆接头监测点热阻增大为原来的1.5倍，对τ和k进行辨识，辨识结果请参见图8。

模拟电缆接头监测点热阻在550h时发生突变，变为原来的1.5倍（实际电缆接头绝缘正常情况下的热阻（或热容）与绝缘老化后的热阻（或热容）可能会发生变化，只是变化的规律目前尚不清楚，但是只要其发生变化，我们就可以据此来判断电缆接头绝缘老化故障）。

经过辨识结果分析可知，时间常数变为约625min，约为突变前的1.61倍；而稳态温升系数经过一个暂态过渡过程之后收敛为9.88×10^-5，为突变之前的1.51倍。

这是因为，在接头热阻R增大为原来的1.5倍之后，由于时间常数τ=RC，故τ亦约为原1.5倍，辨识准确。而对于稳态温升系数，由于k=WR/I²=B/((1-A)*I²)，稳态温升系数k亦约增大1.5倍，辨识准确。

实验4：电缆接头监测点热容减小为原来的0.75倍，对τ和k进行辨识，辨识结果请参见图9。

令电缆接头监测点的热容在550小时的时候发生突变，变为原来的0.75倍。经过辨识结果分析可知，由于时间常数τ=RC，经过一个暂态过渡过程，时间常数下降为约280min，约为突变前的0.72倍，辨识准确；而稳态温升系数经过一个暂态过渡过程之后仍保持为6.53×10^-5，与初始值相差无几，辨识准确。

实验5：电缆接头发热异常，对τ和k进行辨识，辨识结果请参见图10；

假设电缆接头由于局放、环流、介质损耗异常等原因，产生了非接触电阻的热源，该热源一般不会与电流的平方成正比，因此当我们将其等效为接触电阻热源进行辨识后，会发现稳态温升系数异常变化，即：稳态温升系数随着负荷电流增大而减小。为了便于观察判断辨识结果的正确性，仿真过程中，我们在电缆接头加入一个不随加载电流变化的恒定热源来模拟局部放电等可能产生的异常热源。

由辨识结果可见，稳态温升系数和时间常数发生了较大的波动。观察稳态温升系数k的变化趋势可见，负荷电流增大后辨识得到的稳态温升系数反而比负荷电流小的时候稳态温升系数要小。而正常情况下，稳态温升系数应该随着电流增大温度升高而略有增大或保持不变，绝不会减小。因此，这种稳态温升系数的异常变化趋势，便可作为本发明判断电缆接头是否有局部放电等导致发热异常的故障发生的依据。

另外，从时间常数来看，其参数波动范围变得比正常情况下波动范围大很多，这亦作为本发明电缆接头异常的一个依据。

综上所述，按照本发明实例的方法求解的电缆暂态热路模型参数表征了电缆接头实时的工作状况和各绝缘层及周围环境介质的实时数据，可能会由于模型的不全面性和求解过程中的近似处理会造成参数的不精确。但是对于同一个系统最能反应其是否工作正常的表征，不是求得的参数本身，而是参数的变化量大小，用某时刻求得的电缆参数与其以往正常工作的数据进行比较，就可以很明显的判断出电缆接头是否正常工作。对于同一个系统，按照同一种方法进行求解，虽然在模型的建立过程中和求解中存在的一定的误差，但将绝对数值转换为相对变化趋势之后就很大程度上使误差对消。所以判断电缆接头是否正常工作，一方面要对使用温度场反演求得的实时温度值进行判断，更重要的另一方面是对求得的稳态温升系数、时间常数的变化趋势进行分析。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种电缆接头故障诊断方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、对系统条件进行初始化；

具体包括：

初始化条件1：根据电缆埋设实际情况，选择电缆接头温度的监测点和环境温度的监测点；

初始化条件2：设置环境温度稳态时最大波动阈值m、电缆电流稳态时最大波动阈值n；

初始化条件3：设置监测系统的采样周期t_x、最小二乘参数辨识算法的自变量和因变量的取样时间间隔Δt_m；

步骤2、按照t_x，等间隔实时采样电缆电流I、监测点温度T_s及环境温度T_e，并将历史监测数据保存，形成I、T_s、T_e关于时间变化的监测曲线，并作T_s和T_e监测曲线的温差曲线ΔT＝T_s-T_e；

步骤3、依据阈值m、n，将实时监测得到的T_e和I历史数据划分为两个以上的暂态过渡过程；

步骤4、对于长度大于Δt_m的每一个暂态过渡过程，抽样形成其最小二乘参数辨识算法所需要的自变量列向量X＝[X₁,X₂]和因变量列向量Y，

X₁＝[ΔT(t₀)ΔT(t₁)……,ΔT(t_n-Δt_m)]^T，X₂＝[I²(t₀)I²(t₁)……,I²(t_n-Δt_m)]^T，

Y＝[ΔT(t₀+Δt_m)ΔT(t₁+Δt_m)……,ΔT(t_n)]^T；

抽样的开始时刻为t₀，终止时刻为t_n；

步骤5、基于线性最小二乘法辨识得到参数A、B；

[A B]＝(X^TX)^-1X^TY；

其中，X和Y是所有的暂态过渡过程形成的自变量和因变量拼接起来的综合列向量；

步骤6：由A、B计算出一阶暂态热路模型的时间常数τ和稳态温升系数k；

τ＝-Δt_m/lnA，k＝B/(1-A)；

步骤7：依据实时辨识得到的时间常数τ和稳态温升系数k对电缆接头的状态进行实时评估，用以故障诊断。

2.根据权利要求1所述的一种电缆接头故障诊断方法，其特征在于：所述步骤7中根据τ、k的变化判断系统的运行状态或故障情况，具体包括：

情况1：τ、k保持初始值，不发生明显的波动；此时系统为正常运行状态；

情况2：τ保持初始值，k逐渐增大或者突然跃变为一个较大值；此时电缆接头处于故障状态，且故障征兆是电缆接头接触电阻增大，具体原因是电缆接头松动或者老化；

情况3：k保持初始值，τ发生突变或缓慢的变化；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头热容异常，具体原因是电缆接头绝缘老化；

情况4：τ和k均发生突变或缓慢的变化；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头热阻异常，具体原因是电缆接头绝缘老化；

情况5：k和τ均发生明显地时大时小的异常波动；此时电缆接头处于故障状态，故障表征是电缆接头发热异常，具体原因是局部放电。