CN108387823A - 一种高压电缆局部放电检测方法 - Google Patents

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CN108387823A CN201810091862.8A CN201810091862A CN108387823A CN 108387823 A CN108387823 A CN 108387823A CN 201810091862 A CN201810091862 A CN 201810091862A CN 108387823 A CN108387823 A CN 108387823A
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席菲菲
李国超
李高峰
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Shandong Electrical Engineering and Equipment Group Co Ltd
Chongqing Taishan Cable Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Shandong Electrical Engineering and Equipment Group Co Ltd
Chongqing Taishan Cable Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高压电缆局部放电检测方法，包括以下步骤：1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；两所述检测结构的接头之间串联有中间接头；所述中间接头两侧电缆的金属屏蔽层连接为一体结构；本发明由于来自导线芯的噪声信号，在检测阻抗上的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声，而由于有铝外壳等金属箔与外屏层相接，所以外部噪声不会通过信号输入端进入放大器，这就更好地抑制了现场环境噪声，从而实现局部放电位置的准确定位。

Description

一种高压电缆局部放电检测方法
技术领域
本发明涉及一种高压电缆局部放电检测方法。
背景技术
随着经济的快速发展，城市电网的用电量逐年增加，结合城市的美观设计，电力电缆的大量的使用，已成为城市内传输电力的主要产品。由于电缆的绝缘结构设计及现场施工工艺等原因，以及电缆的寿命老化，电缆的绝缘问题越来越多，局部放电(以下简称局放)尤为突出。如果不能及时的检测并处理电缆局放绝缘问题，一旦电缆绝缘击穿就会导致重大停电事故，影响城市的正常运转。因此，对交联聚乙烯电缆的局放检测及定位方法的研究尤为重要。
目前，高压电缆局放定位方法主要采用高频电流互感器的时域反射法。这种方法存在的一个严重问题就是电缆测试时，由于环境复杂，现场干扰严重，电缆局放信号属于高频信号，检测信号灵敏度小，干扰较大，及在长电缆上传输存在严重传输衰减特性，所以用时域反射法在长电缆局放定位上，无法进行局放定位。目前国内外的电缆局放检测仪器都无法实现长距离的电缆局放定位。
因此本领域技术人员致力于开发一种可准确定位电缆局部放电位置的检测方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可准确定位电缆局部放电位置的检测方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种高压电缆局部放电检测方法，包括以下步骤：
1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；
在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；两所述检测结构的接头之间串联有中间接头；所述中间接头两侧电缆的金属屏蔽层连接为一体结构；
两个检测结构接收到的局部放电信号分别为：
X1(t)＝S1(t,r1)+n1(t) (1)
X2(t)＝S1(t,r2)+n2(t) (2)
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
X2(t)为t时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
2)计算获得两组局部放电信号的最大相关延时时间τm；
对式(1)和(2)采用余弦信号进行分析，令信号方程为：
S1(t,r1)＝Ui e-ɑr1cos w0(t-r1/v) (3)
S2(t,r2)＝Ui e-ɑr2cos w0(t-r2/v) (4)
两个检测结构获得的局部放电信号的观测值的相关函数为：
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
X2(t+τ)为t+τ时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
V为局放信号在电缆中的传输速度；
为第一组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
为第二组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
-a为衰减因子；
T为信号周期；
将式(1)和(2)代入式(5)可得：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
假定局放信号和噪声是完全不相干的，(6)可以简化为：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号n1(t)和n2(t)完全不相干，那么将局放信号从噪声中分离出来，即：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号与局部放电信号相干，则对局部放电信号进行去噪处理，压制噪声n1(t)和n2(t)的干扰，得到(8)式；
对式(8)在一个周期进行积分；已知局放信号的周期为那么将式(3)和(4)代入式(8)，经过积分可得：
其中：
由(9)可知，S1和S2两个局放信号的相关函数是由一个特殊函数(辛格函数)与一个常数因子k0的乘积构成；辛格函数的极大值为：
所以相关函数的最大值对应着：
其值趋于0(11)
w0不可能为0，所以：
因此，
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
3)确定局部放电点的位置
根据式(13)可得：
r1＝r2-ντm (14)
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
设第一检测结构和第二检测结构的距离为D,且r1＝L,则r2＝D-L,可得：
L＝D-L-ντm (15)
则局放点与第一检测结构的水平距离L为：
较优的，所述步骤1)中，所述电缆局部放电检测结构，包括第一电缆(1)和第二电缆(2)；所述第一电缆(1)和第二电缆(2)通过接头(3)连接；所述第一电缆(1)靠近所述接头(3)处外屏层的外表面设置有第一金属箔(4)；所述第二电缆(2)靠近所述接头(3)处外屏层的外表面设置有第二金属箔(5)；所述第一金属箔(4)和第二金属箔(5)之间电连接有检测阻抗(6)；
所述接头(3)内设置有绝缘筒(3a)；所述第一电缆(1)和第二电缆(2)的金属屏蔽层通过所述绝缘筒(3a)断开。
较优的，所述步骤1)中，采用下述步骤去除局部放电信号的噪声：
11)在所述首尾两个接头处的电缆局部放电检测结构附近分别设置第一天线、第二天线；
12)将首接头处的局部放电检测信号和第一天线耦合信号进行选频放大，将尾接头处的局部放电检测信号和第二天线耦合信号进行选频放大；
13)将选频放大后的局部放电检测信号与天线耦合信号中对应的信号视为噪声信号并丢弃；
14)将首接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号与尾接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号中相对应的信号输出；并将首接头处接收到的该接头局部放电信号直接输出；将尾接头处接收到的该接头局部信号直接输出；
15)将步骤14)中输出的信号根据放电脉冲信号出现的频繁程度判断是否为局部放电信号并输出。
较优的，所述步骤13)中，按照以下步骤进行信号的选频放大：
131)确定合适检测首接头局放信号的频率范围；
132)确定合适检测尾接头局放信号的频率范围；
133)确定合适检测中间接头局放信号的频率范围；
134)首接头处按照首接头局放信号检测范围和相邻的中间接头局放信号的频率范围进行选频；
尾接头处按照尾接头局放信号检测范围和相邻的中间接头局放信号的频率范围进行选频。
本发明的有益效果是：本发明由于来自导线芯的噪声信号，在检测阻抗上的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声，而由于有铝外壳等金属箔与外屏层相接，所以外部噪声不会通过信号输入端进入放大器，这就更好地抑制了现场环境噪声，从而实现局部放电位置的准确定位。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式中的方法流程图。
图2是电缆局部放电检测示意图。
图3是局部放电检测结构剖面示意图。
图4是局部放电检测结构示意图。
图5是本发明一具体实施方式中局部放电检测结构的原理图。
图6是本发明一具体实施方式中局部放电检测结构的等效电路图。
图7是本发明一具体实施方式中局部放电检测的电原理图。
图8是本发明具体实施方式中实现局部放电检测结构的去噪系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图2所示，一种高压电缆局部放电检测方法，包括以下步骤：
1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；如图2，假设局部放电点为o点；
在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构IJ1和IJ2；两个检测结构接IJ1、IJ2收到的局部放电信号分别为：
X1(t)＝S1(t,r1)+n1(t) (1)
X2(t)＝S1(t,r2)+n2(t) (2)
由于通常的输送线缆较长，故将局部放电检测结构视为一个点来对其与局部放电点距离进行考虑；
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
X2(t)为t时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
2)计算获得两组局部放电信号的最大相关延时时间τm；
对式(1)和(2)采用余弦信号进行分析，令信号方程为：
S1(t,r1)＝Ui e-ɑr1cos w0(t-r1/v) (3)
S2(t,r2)＝Ui e-ɑr2cos w0(t-r2/v) (4)
两个检测结构获得的局部放电信号的观测值的相关函数为：
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
X2(t+τ)为t+τ时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
V为局放信号在电缆中的传输速度；
T为信号周期；
将式(1)和(2)代入式(5)可得：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
假定局放信号和噪声是完全不相干的，(6)可以简化为：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号n1(t)和n2(t)完全不相干，那么将局放信号从噪声中分离出来，即：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号与局部放电信号相干，则对局部放电信号进行去噪处理，压制噪声n1(t)和n2(t)的干扰，得到(8)式；
对式(8)在一个周期进行积分；已知局放信号的周期为那么将式(3)和(4)代入式(8)，经过积分可得：
其中：
因此，
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
为第一组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
为第二组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
-a为衰减因子；
3)确定局部放电点的位置
根据式(13)可得：
r1＝r2-vτm (14)
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
设第一检测结构和第二检测结构的距离为D,且r1＝L,则r2＝D-L,可得：L＝D-L-vτm (15)
则局放点与第一检测结构的水平距离L为：
如图3，特别的，步骤1)中，电缆局部放电检测结构，包括第一电缆(1)和第二电缆(2)；第一电缆(1)和第二电缆(2)通过接头(3)连接；第一电缆(1)靠近接头(3)处外屏层的外表面设置有第一金属箔(4)；第二电缆(2)靠近接头(3)处外屏层的外表面设置有第二金属箔(5)；第一金属箔(4)和第二金属箔(5)之间电连接有检测阻抗(6)；本案中，金属箔优选地用铜箔，其他方案中，也可以采用类似的金属来实现金属的具体功能。
接头(3)内设置有绝缘筒(3a)；第一电缆(1)和第二电缆(2)的金属屏蔽层(7)通过绝缘筒(3a)断开。
由于来自导线芯的噪声信号，在检测阻抗上的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声，而由于有铝外壳等金属箔与外屏层相接，所以外部噪声不会通过信号输入端进入放大器，这就更好地抑制了现场环境噪声，从而能够实现局部放电位置的准确定位。
其中，特别的，两检测结构的接头之间串联有常规线缆中间接头；常规线缆中间接头两侧电缆的金属屏蔽层(7)连接为一体结构。
如图8，特别的，步骤1)中，采用下述步骤去除局部放电信号的噪声：
11)在首尾两个接头IJ1和IJ2处的电缆局部放电检测结构附近分别设置第一天线T1、第二天线T2；
12)将首接头处的局部放电检测信号和第一天线耦合信号进行选频放大，将尾接头处的局部放电检测信号和第二天线耦合信号进行选频放大；
13)将选频放大后的局部放电检测信号与天线耦合信号中对应的信号视为噪声信号并丢弃；
14)将首接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号与尾接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号中相对应的信号输出；并将首接头处接收到的该接头局部放电信号直接输出；将尾接头处接收到的该接头局部信号直接输出；
15)将步骤14)中输出的信号根据放电脉冲信号出现的频繁程度判断是否为局部放电信号并输出。
特别的，步骤13)中，按照以下步骤进行信号的选频放大：
131)确定合适检测首接头IJ1局放信号的频率范围；
132)确定合适检测尾接头IJ2局放信号的频率范围；
133)确定合适检测中间接头NJ局放信号的频率范围；
134)首接头IJ1处按照首接头IJ1局放信号检测范围和相邻的中间接头NJ局放信号的频率范围进行选频；
尾接头IJ2处按照尾接头IJ2局放信号检测范围和相邻的中间接头NJ局放信号的频率范围进行选频。
首接头IJ1局放信号的中心频率设定在合适检测该IJ1中间接头局放信号的频率上，尾接头IJ2处按照尾接头IJ2局放信号检测范围和中间接头NJ局放信号的频率范围进行选频。
本实施例中，通过以下中心频率的范围进行选频：
较优的，H信号的中心频率范围可以设置为50MHZ---300MHz；信号L的中心频率设定在合适检测相邻的NJ中间接头局放信号的频率上,较优的，L的中心频率范围可以设置为1MHZ----50MHZ；信号H和L的中心频率各不相同，而h,l则为天线耦合到的信号，经过相应选频放大后的信号。
在实际应用过程中，由于导电线缆的结构各不相同，局部放电检测结构检测的频率范围各有不同，H和L之间信号的中心频率范围相应进行变化后同样能够实现本发明的技术效果。
如图4至图7，将局放检测机构分别安装在电缆中间接头两侧附近，第一金属箔4或者第二金属箔5与电缆芯线分别之间构成电容，两个金属箔输出之间连接检测阻抗(如50欧电阻)。检测阻抗便收集到局放信号在两个内置电容传感器上采集的信号，此信号经过差分放大，经A/D转换输入电脑处理或者输入示波器进行显示。
其中，图5和图6中，Rc是电缆的特性阻抗；C是导线芯线与电容传感器铜箔间的电容；Cs是电容耦合器与金属屏蔽层间的杂散电容；Rs是电容耦合器铜箔与屏蔽层之间的电阻；Rf是测量单元的输入阻抗；C1是第一金属箔4与电缆之间的电容；C2是第一金属箔4与电缆之间的电容。
研究发现，局放信号频谱在1MHz---300MHz范围内，中心频率在10MHz---20MHz时，性噪比最高。差分法的检测回路类似于差动平衡电路，来自导线芯的噪声信号，在检测阻抗上的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声。而由于有铝外壳与外屏层相接，所以外部噪声不会通过信号输入端进入放大器，这就更好地抑制了现场环境噪声。
如图8，利用这一检测原理，我们除了采用差分法原理检测局部放电脉冲信号外，还采取许多抗干扰措施来提高局部放电的识别技术。其基本原理和流程如图8所示。在首尾接头IJ1、IJ2安装检测装置，首尾接头之间还有中间接头NJ(IJ1、IJ2接头与NJ接头的区别在于：IJ接头内有绝缘筒将两侧金属屏蔽断开；NJ接头内没有绝缘筒，两侧的金属屏蔽是连接在一起的)。并在IJ1、IJ2接头附近分别设置第一、第二天线T1、T2来获取背景噪声信号。
将首接头IJ1处的局部放电检测信号和第一天线T1耦合信号进行选频放大，将尾接头IJ2处的局部放电检测信号和第二天线T2耦合信号进行选频放大。
其中，信号H的中心频率设定在合适检测该IJ中间接头局放信号的频率上，信号L的中心频率设定在合适检测相邻的NJ中间接头局放信号的频率上,信号H和L的中心频率各不相同，而h,l则为天线耦合到的信号。放大后的信号经调制通过光纤传到监控站，在远端经解调还原回电信号。图中噪声门的作用是：对比局部放电检测结构检测到的信号与天线耦合到的噪声信号，将这两者中对应的信号视为噪声信号并予以剔除。持续门的作用是：根据放电脉冲信号出现的频繁程度判断是否为局部放电信号并输出该信号。NJ门的作用是：将IJ1和IJ2两侧经噪声门分别输出的SL1信号和SL2信号进行对应，并将SL1信号和SL2信号相对应的信号视为局部放电脉冲SL并输出。选择开关的作用是：选择把IJ1，IJ2，NJ这3路信号那一路输出给A/D开关；如此处理可以降低处理电路成本。最后将信号进行A/D处理后可以通过计算机按照本发明提供的方法进行计算并输出局放点坐标。
信号H的中心频率设定在合适检测该IJ中间接头局放信号的频率上，较优的，H信号的中心频率范围可以设置为50MHZ---300MHz；信号L的中心频率设定在合适检测相邻的NJ中间接头局放信号的频率上,较优的，L的中心频率范围可以设置为1MHZ----50MHZ；信号H和L的中心频率各不相同，而h,l则为天线耦合到的信号，经过相应选频放大后的信号。
在实际应用过程中，由于导电线缆的结构各不相同，局部放电检测结构检测的频率范围各有不同，H和L之间信号的中心频率范围相应进行变化后同样能够实现本发明的技术效果。
其中，持续门、NJ门、噪声门电路都可以通过较为常规的电路来实现。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高压电缆局部放电检测方法，其特征是：包括以下步骤：
1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；
在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；
两个检测结构接收到的局部放电信号分别为：
X1(t)＝S1(t,r1)+n1(t) (1)
X2(t)＝S1(t,r2)+n2(t) (2)
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
X2(t)为t时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
2)计算获得两组局部放电信号的最大相关延时时间τm；
对式(1)和(2)采用余弦信号进行分析，令信号方程为：
S1(t,r1)＝Ui e-ɑ r1cos w0(t-r1/v) (3)
S2(t,r2)＝Ui e-ɑ r2cos w0(t-r2/v) (4)
两个检测结构获得的局部放电信号的观测值的相关函数为：
其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；
X2(t+τ)为t+τ时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；
V为局放信号在电缆中的传输速度；
为第一组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
为第二组检测机构接收到的余弦信号的幅值；
-a为衰减因子；
T为信号周期；
将式(1)和(2)代入式(5)可得：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
假定局放信号和噪声是完全不相干的，(6)可以简化为：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号n1(t)和n2(t)完全不相干，那么将局放信号从噪声中分离出来，即：
其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；
r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
T为信号周期；
如果噪声信号与局部放电信号相干，则对局部放电信号进行去噪处理，压制噪声n1(t)和n2(t)的干扰，得到(8)式；
对式(8)在一个周期进行积分；已知局放信号的周期为那么将式(3)和(4)代入式(8)，经过积分可得：
其中：
由(9)可知，S1和S2两个局放信号的相关函数是由一个特殊函数(辛格函数)与一个常数因子k0的乘积构成；辛格函数的极大值为：
所以相关函数的最大值对应着：
其值趋于0(11)
w0不可能为0，所以：
因此，
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
3)确定局部放电点的位置
根据式(13)可得：
r1＝r2-ντm (14)
其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；
r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；
v为局部放电信号在电缆中的传输速度；
τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；
设第一检测结构和第二检测结构的距离为D,且r1＝L,则r2＝D-L,可得：
L＝D-L-ντm (15)
则局放点与第一检测结构的水平距离L为：
2.如权利要求1所述的高压电缆局部放电检测方法，其特征是：所述步骤1)中，所述电缆局部放电检测结构，包括第一电缆(1)和第二电缆(2)；所述第一电缆(1)和第二电缆(2)通过接头(3)连接；所述第一电缆(1)靠近所述接头(3)处外屏层的外表面设置有第一金属箔(4)；所述第二电缆(2)靠近所述接头(3)处外屏层的外表面设置有第二金属箔(5)；所述第一金属箔(4)和第二金属箔(5)之间电连接有检测阻抗(6)；
所述接头(3)内设置有绝缘筒(3a)；所述第一电缆(1)和第二电缆(2)的金属屏蔽层通过所述绝缘筒(3a)断开。
3.如权利要求1所述的高压电缆局部放电检测方法，其特征是：两所述检测结构的接头之间串联有中间接头；所述中间接头两侧电缆的金属屏蔽层连接为一体结构。
4.如权利要求1至3任一项所述的高压电缆局部放电检测方法，其特征是：所述步骤1)中，采用下述步骤去除局部放电信号的噪声：
11)在所述首尾两个接头处的电缆局部放电检测结构附近分别设置第一天线、第二天线；
12)将首接头处的局部放电检测信号和第一天线耦合信号进行选频放大，将尾接头处的局部放电检测信号和第二天线耦合信号进行选频放大；
13)将选频放大后的局部放电检测信号与天线耦合信号中对应的信号视为噪声信号并丢弃；
14)将首接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号与尾接头处接收到的相邻的中间接头局部放电信号中相对应的信号输出；并将首接头处接收到的该接头局部放电信号直接输出；将尾接头处接收到的该接头局部信号直接输出；
15)将步骤14)中输出的信号根据放电脉冲信号出现的频繁程度判断是否为局部放电信号并输出。
5.如权利要求4所述的高压电缆局部放电检测方法，其特征是：所述步骤13)中，按照以下步骤进行信号的选频放大：
131)确定合适检测首接头局放信号的频率范围；
132)确定合适检测尾接头局放信号的频率范围；
133)确定合适检测中间接头局放信号的频率范围；
134)首接头处按照首接头局放信号检测范围和相邻的中间接头局放信号的频率范围进行选频；
尾接头处按照尾接头局放信号检测范围和相邻的中间接头局放信号的频率范围进行选频。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110208667A (zh) * 2019-07-10 2019-09-06 江苏利得智能监测科技有限公司 基于时间转换技术的gis设备局部放电定位方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104678266A (zh) * 2015-02-05 2015-06-03 国家电网公司 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统及方法
CN105334433A (zh) * 2014-08-07 2016-02-17 国家电网公司 电缆局部放电的检测方法及装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3419924B2 (ja) * 1994-11-16 2003-06-23 住友電気工業株式会社 部分放電測定方法
JPH1031048A (ja) * 1996-07-17 1998-02-03 Furukawa Electric Co Ltd:The 部分放電測定における部分放電電荷量の校正方法
SE508160C2 (sv) * 1997-03-10 1998-09-07 Abb Research Ltd Anordning för avkänning av elektriska urladdningar i ett provobjekt med två elektriska anslutningsledare
JP2000235058A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Fujikura Ltd 部分放電測定におけるノイズキャンセル法
JP2001324536A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 電力ケーブル線路における部分放電測定方法
CN101666849B (zh) * 2009-09-28 2011-06-01 西安交通大学 高压电缆接头局部放电在线监测装置及其在线监测方法
CN102565645A (zh) * 2012-01-13 2012-07-11 广东电网公司电力科学研究院 一种发电机局部放电的抗干扰在线监测方法
WO2016170630A1 (ja) * 2015-04-22 2016-10-27 三菱電機株式会社 部分放電測定装置および部分放電位置標定装置
CN106291279A (zh) * 2016-08-03 2017-01-04 中国电力科学研究院 一种基于全向uhf噪声传感器消除外部干扰的系统和方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105334433A (zh) * 2014-08-07 2016-02-17 国家电网公司 电缆局部放电的检测方法及装置
CN104678266A (zh) * 2015-02-05 2015-06-03 国家电网公司 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李华春: ""电缆局部放电在线检侧方法的介析比较"", 《电力设备》 *
黄婷: ""电力电缆局部放电定位方法的研究"", 《中国优秀硕士学全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110208667A (zh) * 2019-07-10 2019-09-06 江苏利得智能监测科技有限公司 基于时间转换技术的gis设备局部放电定位方法

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