CN103529272A - 一种高压电缆护层环流预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压电缆护层环流预测方法，包括以下步骤：1)工控机根据高压电缆线路的敷设方式，运用通用有限元软件，建立感应环流理论模型，并计算护层环流理论值；2)环流信号传感器在线采集电缆的护层环流数据，并传输给工控机；3)电流互感器在线采集电缆的负载电流数据，并传输给工控机；4)工控机将接收到的环流数据、负载电流数据和护层环流理论值进行比对，修正感应环流理论模型的参数；5)工控机根据修正后的感应环流理论模型预测高压电缆护层环流数据，并显示预测结果。与现有技术相比，本发明具有预测准确度高等优点。

Description

一种高压电缆护层环流预测方法

技术领域

本发明涉及一种高压电缆状态监测方法，尤其是涉及一种高压电缆护层环流预测方法。

背景技术

电力电缆线路越来越广泛地应用于城市电网，并有逐步取代架空输、配电线路的趋势，电力电缆的安全可靠运行直接关系到城市电网供电可靠性，推广电缆线路状态检修势在必行。实施状态检修的基础是获取设备的实时状态信息。相对于其他设备，电缆实时状态信息的获取及故障精确诊断更为重要、难度也更大，这是因为：①电缆与其他设备不同，电缆本体在工厂内制作，而电缆接头要在现场安装，现场施工质量受人为工艺、安装环境的影响，可能达不到工厂内的质量控制要求，所以电缆接头往往成为电缆系统的薄弱点；而且电缆接头的结构较为复杂，缺陷定位、评估缺陷的严重程度的难度比较大。②电缆、特别是高压输电电缆的运行时间短、运行维护经验较少，对其绝缘特性的研究也需要进一步深入；③目前普遍采用的交联聚乙烯绝缘电缆，其故障特点是突发性大、往往绝缘击穿前没有任何征兆；④电缆安装在地下，距离很长，不论巡视、带电检测、检修、诊断都耗时耗力，不易实施；⑤由于试验设备容量等原因，国内对高压电缆在停电时普遍不进行主绝缘交流耐压试验，这样就不能对主绝缘的状态进行考核检验。

随着对高压电缆状态参数的认识不断深入，高压电缆介质老化机理研究成果和电子技术广泛应用于高压电缆的状态检测领域，各种在线、离线状态检测技术应运而生。同时，各种状态检测和诊断技术的准确性、可信度一直困扰着高压电缆状态检修策略优化决策；所以，亟需立项进行深入研究。

高压电缆护层环流的测量，是国内外普遍采用的电缆带电检测技术，很多故障可以引起电缆感应环流较之正常运行时显著增大。有的地区还安装了环流在线监测装置，但是由于成本等原因，尚未大面积推广。由于实际情况的复杂性，目前电缆环流的理论值和实测值存在较大的偏差，且三相感应环流之间的大小比例关系难以作为判断具体故障类型的依据，这都是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预测准确度高的高压电缆护层环流预测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高压电缆护层环流预测方法，包括以下步骤：

1)工控机根据高压电缆线路的敷设方式，运用通用有限元软件，建立感应环流理论模型，并计算护层环流理论值；

2)环流信号传感器在线采集电缆的护层环流数据，并传输给工控机；

3)电流互感器在线采集电缆的负载电流数据，并传输给工控机；

4)工控机将接收到的环流数据、负载电流数据和护层环流理论值进行比对，修正感应环流理论模型的参数；

5)工控机根据修正后的感应环流理论模型预测高压电缆护层环流数据，并显示预测结果。

所述的护层为金属护层。

所述的感应环流理论模型包括电容电流计算模型和感应电流计算模型。

所述的护层环流理论值为电容电流与感应电流的矢量和。

所述的步骤2)中，环流信号传感器为高压电流互感器。

所述的步骤5)中，预测高压电缆护层环流数据后，若预测值超出设定的报警阈值，则工控机发出报警信号。

与现有技术相比，本发明通过电缆护层环流在线监测数据、带电检测数据、理论模型计算结果的对比，对理论模型进行修正和完善，进而提出护层环流测量的定量判断方法，提高预测的精确度，保证了电力电缆运行的稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种高压电缆护层环流预测方法，用于预测电缆金属护层的环流，保证电力电缆的稳定运行。该方法具体包括以下步骤：

1)工控机根据高压电缆线路的敷设方式，运用通用有限元软件，建立感应环流理论模型，并计算护层环流理论值。

常见通用有限元软件包括LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap／NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等等。所述的感应环流理论模型包括电容电流计算模型和感应电流计算模型，所计算的护层环流理论值为电容电流与感应电流的矢量和。

2)环流信号传感器在线采集电缆的护层环流数据，并传输给工控机。环流信号传感器为高压电流互感器，具有绝缘安全可靠、密封切实可靠、温度设计可靠、热动稳定可靠的优点。

3)电流互感器在线采集电缆的负载电流数据，并传输给工控机。

4)工控机将接收到的环流数据、负载电流数据和护层环流理论值进行比对，修正感应环流理论模型的参数。

5)工控机根据修正后的感应环流理论模型预测高压电缆护层环流数据，并显示预测结果。预测高压电缆护层环流数据后，若预测值超出设定的报警阈值，则工控机发出报警信号。

Claims (6)

1.一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)工控机根据高压电缆线路的敷设方式，运用通用有限元软件，建立感应环流理论模型，并计算护层环流理论值；

2)环流信号传感器在线采集电缆的护层环流数据，并传输给工控机；

3)电流互感器在线采集电缆的负载电流数据，并传输给工控机；

4)工控机将接收到的环流数据、负载电流数据和护层环流理论值进行比对，修正感应环流理论模型的参数；

5)工控机根据修正后的感应环流理论模型预测高压电缆护层环流数据，并显示预测结果。

2.根据权利要求1所述的一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，所述的护层为金属护层。

3.根据权利要求1所述的一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，所述的感应环流理论模型包括电容电流计算模型和感应电流计算模型。

4.根据权利要求3所述的一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，所述的护层环流理论值为电容电流与感应电流的矢量和。

5.根据权利要求1所述的一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，所述的步骤2)中，环流信号传感器为高压电流互感器。

6.根据权利要求1所述的一种高压电缆护层环流预测方法，其特征在于，所述的步骤5)中，预测高压电缆护层环流数据后，若预测值超出设定的报警阈值，则工控机发出报警信号。