CN105891681A - 一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，用以查找与定位不同类型的电缆线路故障，包括以下步骤：1)根据设置在的电缆线路上的行波传感器实时获取待检测电缆线路的电流波形数据，并发送到集中信号处理器；2)集中信号处理器预先根据每个不同类型的电缆线路故障设置两个相异的触发阀值；3)集中信号处理器根据电流电压波形数据和两个相异的触发阀值判断是否出现电缆线路故障以及对应电缆线路故障的类型。与现有技术相比，本发明具有检测范围广、定位精度高等优点。

Description

一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法

技术领域

本发明涉及故障检测方法，尤其是涉及一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法。

背景技术

目前随着的发展，配电系统越来越庞大，电缆线路逐年递增，敷设路径错综复杂，一旦电缆线路发生故障，就要花费很多的时间寻找故障发生位置及对故障进行修复，因此，对电缆线路进行在线故障监测是一种检出故障并定位故障发生位置的有效方法。基于电缆线路的故障信号具有发生频次低，及因故障点的绝缘状况(即接地阻抗)的不同，当电缆线路发生故障时，如何瞬间应对各种不同接地阻抗的故障电流信号，确保定位装置的正确动作是一个技术难题。

现有技术如图1所示，当电缆线路发生故障时，故障传感器HFCT(高频电流传感器)采集电缆线路上的故障信号，采集到的故障信号通过前置信号处理进行放大处理，放大后的信号通过高速A/D转换与数字信号控制单元进行A/D转换及存储，最终将故障信号传输给电脑显示故障波形，基于故障行波的同步时差定位法，通过电脑上的故障定位软件自动计算故障发生的位置。对于信号的触发采用的是单一门值(幅值)触发方式，该触发门值的设定方法是，在实验室搭建一套电缆线路的模型，因电缆模型的电压与实际运行电压不同，所以对实际运行的电压缩小一定的倍数后去模拟接地故障，根据模拟接地故障的电流大小计算实际线路的电流的大小，实际电流的大小就是模拟电流的大小乘电压缩小的倍数，从而计算出实际运行中的电缆线路故障发生时的故障信号的幅值大小，最终确定触发幅值门的大小。

这种触发方式采用的是单一触发值进行故障信号的触发，这种触发方式存在几点缺点：

缺点1：采用的是单一触发值触发信号，这种触发方式检测精度不高，单一触发线决定了其触发的时间差△t只有一组，其定位精度低。

缺点2：只有一组触发值不能够对应各种不同接地阻抗的故障电流的检测。

缺点3：触发门值设置的越高其触发的故障信号难触发，触发门值设置的越低越容易出现误判。

缺点4：故障发生率低，门值设定难确定。

现有的技术是采用单一触发门值对故障信号进行触发，这种触发方式因设置的触发值得高低不同出现故障电涌信号的误判及检测不到信号的现象，其检测精度较低。

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检测范围广、检测精度高的多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，用以查找与定位不同类型的的电缆线路故障，包括以下步骤：

1)根据设置在的电缆线路上的行波传感器实时获取待检测电缆线路的电流波形数据，并发送到集中信号处理器；

2)集中信号处理器预先根据每个不同类型的电缆线路故障设置两个相异的触发阀值；

3)集中信号处理器根据电流电压波形数据和两个相异的触发阀值判断是否出现电缆线路故障以及对应电缆线路故障的类型。

所述的步骤2)中，触发阀值的设定具体包括以下步骤：

21)通过试验及系统实际运行获取每种电缆线路故障类型对应的历史故障脉冲电流波形数据；

22)根据历史故障脉冲电流波形数据获取电流波形的上升沿时间以及电流有效值的最大值和最小值；

23)将电流有效值的最大值设为该类型电缆线路故障两个相异的触发阀值中的上阀值，并将电流有效值的最小值设为该类型电缆线路故障两个相异的触发阀值中的下阀值；

24)将每个类型的电缆线路故障对应的上、下阀值以及上、下阀值中间的数值作为该类型电缆线路故障的判断区间。

所述的步骤3)具体包括以下步骤：

31)根据电流电压波形数据获取待检测电缆线路的电流有效值；

32)判断该电流有效值是否处于不同类型电缆线路故障的判断区间内，若是，则判断出现电缆线路故障，并根据电流有效值位于的判断区间获取该电缆故障的类型，进而定位故障点，若否，则判断待检测电缆线路没有出现电缆线路故障，返回步骤1)继续检测。

所述的步骤32)中，当两个或两个以上的电缆线路故障对应的判断区间相互重合，并且电流有效值位于重合的判断区间时，则根据电流的波形的上升沿时间判断电缆线路故障类型。

所述的故障检测方法还包括以下步骤：

4)根据电流电压波形数据的极性和时差，获取电缆线路发生故障的位置。

所述的不同类型的电缆线路故障包括闪络故障，金属性接地故障和高阻接地故障、单相接地故障、断线故障和避雷器故障。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、检测范围广：本发明通过对每个不同的线路故障设置两个相异的触发值，当检测到的电流有效值位于两个相异的触发值之间时，相异的触发值能够正确的判断是否发生故障以及故障的类型，检测故障的类型多，定位精度高，效率高。

二、定位精度高：当遇到判断区域重合的情况时，本发明结合波形进行故障类型的判断，在相异的触发值判断的基础上更加精确的判定故障的类型，还能获取故障点的具体位置。

附图说明

图1为现有技术的装置结构示意图。

其中，1、HFCT，2、AD转换器，3、存储器，4、MCU，5、PC，6、前置信号处理单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

故障定位装置的最大难点是故障脉冲电流检测触发值的设定。因为除了雷电等背景脉冲干扰外，故障类型也因故障点的绝缘状况而不同，如闪络故障，金属性接地故障和高阻接地故障。不同的故障所产生的脉冲电流幅值也不相同，检测触发值太低灵敏度太高容易被干扰而误动，触发值太高触发不到故障信号。因此，触发值的合理设定需要大量的数据经验。为了应对这一难点，本系统的研制中一种多重阀值复合触发电涌检测装置，能应对各种不同接地阻抗的故障电流的检测，确保定位装置的正确动作。

本系统的研发使用了最先进的光电转换技术和模拟信号光纤传输技术，使得故障电流脉冲行波传感器所检测到的高达100MHz的电涌脉冲波形模拟信号，可不失真地传送到最大20km外的集中信号处理器进行故障定位计算。实现了在电缆线路上基于故障行波的同步时差定位法，精确位范围小于1m/(检测点区间距离500m)。

本专利保护点是一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，通过该方法可以实现故障电涌信号的多重阀值复合触发及实时故障定位，同时识别出该故障的类型，现有的触发方式是单一幅值门触发，这种触发方式定位精度低，难做到各种类型的故障电涌信号的触发，本次新开发的一种多重阀值复合触发电涌检测装置可以有复数个频率不同触发值相异的触发信号通道使装置能够正确动作，正确检测到每个不同特点的故障信号，本定位系统还具有故障类型识别和实时保存功能，故障定位系统可根据任意一对触发的检测行波信号的极性即时判断和显示故障点的所在区间，再根据时差进行精确定位计算，这种多重阀值复合触发电涌检测装置应用在电缆线路中以前是没有的。

Claims (6)

1.一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，用以查找与定位不同类型的的电缆线路故障，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据设置在的电缆线路上的行波传感器实时获取待检测电缆线路的电流波形数据，并发送到集中信号处理器；

2)集中信号处理器预先根据每个不同类型的电缆线路故障设置两个相异的触发阀值；

3)集中信号处理器根据电流电压波形数据和两个相异的触发阀值判断是否出现电缆线路故障以及对应电缆线路故障的类型。

2.根据权利要求1所述的一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，其特征在于，所述的步骤2)中，触发阀值的设定具体包括以下步骤：

21)通过试验及系统实际运行获取每种电缆线路故障类型对应的历史故障脉冲电流波形数据；

22)根据历史故障脉冲电流波形数据获取电流波形的上升沿时间以及电流有效值的最大值和最小值；

23)将电流有效值的最大值设为该类型电缆线路故障两个相异的触发阀值中的上阀值，并将电流有效值的最小值设为该类型电缆线路故障两个相异的触发阀值中的下阀值；

24)将每个类型的电缆线路故障对应的上、下阀值以及上、下阀值中间的数值作为该类型电缆线路故障的判断区间。

3.根据权利要求2所述的一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，其特征在于，所述的步骤3)具体包括以下步骤：

31)根据电流波形数据获取待检测电缆线路的电流有效值；

32)判断该电流有效值是否处于不同类型电缆线路故障的判断区间内，若是，则判断出现电缆线路故障，并根据电流有效值位于的判断区间获取该电缆故障的类型，进而定位故障点，若否，则判断待检测电缆线路没有出现电缆线路故障，返回步骤1)继续检测。

4.根据权利要求2所述的一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，其特征在于，所述的步骤32)中，当两个或两个以上的电缆线路故障对应的判断区间相互重合，并且电流有效值位于重合的判断区间时，则根据电流的波形的上升沿时间判断电缆线路故障类型。

5.根据权利要求1所述的一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，其特征在于，所述的故障检测方法还包括以下步骤：

4)根据电流电压波形数据的极性和时差，获取电缆线路发生故障的位置。

6.根据权利要求1所述的一种多重阀值复合触发的电缆线路故障点定位方法，其特征在于，所述的不同类型的电缆线路故障包括闪络故障，金属性接地故障和高阻接地故障、单相接地故障、断线故障和避雷器故障。