CN111025097B - 一种测评老化后xlpe电缆泄漏电流差异因子的智能方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，本发明首先搭建电缆泄漏电流测试平台对长期运行的XLPE电缆进行泄漏电流测试；然后计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流特征参数
Figure 416027DEST_PATH_IMAGE002
、扰动因子
Figure 739692DEST_PATH_IMAGE004
和偏差因子
Figure 785009DEST_PATH_IMAGE006
；2号高频电流互感器(11)的泄漏电流特征参数
Figure 711376DEST_PATH_IMAGE008
、扰动因子
Figure 932273DEST_PATH_IMAGE010
和偏差因子
Figure 20315DEST_PATH_IMAGE012
，最后通过计算泄漏电流差异因子
Figure 192408DEST_PATH_IMAGE014
对XLPE电缆的老化状态进行评估，从而提高电缆供电的可靠性。本发明的有益效果在于，具有数据采集操作简便，现场安装和连接步骤方便易懂，计算过程准确可靠的优点，可对老化后XLPE电缆的泄露电流差异因子进行快速的测评，实现XLPE电缆绝缘性能准确、高效评估的目的。

Description

一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法
技术领域
本发明属于XLPE电缆绝缘老化状态评估领域，具体涉及一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)在现代城市配电网中大量使用，它具有诸多优点，如供电可靠性高，绝缘性能好，耐水和化学腐蚀性能良好等，但是它的不足之处在于在机械应力下容易产生裂纹，同时由于电缆的运行环境复杂，电缆会随着使用年限的增加而发生老化，为了提高供电的可靠性，因此对电缆的老化状态进行评估非常重要。
电缆处于老化状态若不及时更换容易发生绝缘击穿，造成大面积停电，对工业生产和生活都会带来很大的影响。为了减少XLPE电缆故障发生率，提高供电可靠性，因此急需一种能够有效地对城市配电网中长期运行的XLPE电缆绝缘性能进行评估的方法，本方法为一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，该方法操作简单并能够通过计算检测到的泄漏电流对电缆的老化状态进行有效评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，用于对城市配电网长期运行的XLPE电缆绝缘老化状态进行评判，该方法操作简单并能够通过计算检测到的泄漏电流对电缆的老化状态进行有效评估。
本发明的技术方案为：
一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，具体包括以下步骤：
第一步：搭建电缆泄漏电流测试平台
搭建电缆绝缘老化测试平台，该平台主要由上位机、数据采集器、高频电压源、高频电压源1号端口、高频电压源2号端口、3号接地线、高压试验线、终端、1号高频电流互感器、1号接地线、2号高频电流互感器、2号接地线、1号信号传输线、2号信号传输线、3号信号传输线和试验电缆组成；将高频电压源的1号端口通过高压试验线与试验电缆的终端连接，将1号高频电流互感器套入试验电缆的1号接地线，将2号高频电流互感器套入试验电缆的2号接地线，将1号高频电流互感器通过1号信号传输线与数据采集器连接，将2号高频电流互感器通过2号信号传输线与数据采集器连接，将数据采集器通过3号信号传输线与上位机连接，将高频电压源的1号端口通过3号接地线接地；
第二步：设置采集周期
数据采集器每隔2s采集一次电流数据，每轮采集持续5min，共持续16轮，将从1号高频电流互感器采集的电流数据记作αij，表示第i轮采集中，1号高频电流互感器的第j次采集数据，将从2号高频电流互感器采集的电流数据记作βij，表示第i轮采集中，2号高频电流互感器的第j次采集数据，其中i、j均为实数，i∈[1,16]，j∈[1,150]；
第三步：计算电缆泄漏电流差异因子λ
1)计算1号高频电流互感器的泄漏电流特征参数di和2号高频电流互感器的泄漏电流特征参数μi，其中i∈[1,16]；
Figure BDA0002279994740000021
Figure BDA0002279994740000022
2)计算1号高频电流互感器的泄漏电流扰动因子Ki和2号高频电流互感器的泄漏电流扰动因子Li；
Figure BDA0002279994740000023
Figure BDA0002279994740000024
Figure BDA0002279994740000025
Figure BDA0002279994740000026
其中Ki为1号高频电流互感器的泄漏电流扰动因子和Li为2号高频电流互感器的泄漏电流扰动因子，i∈[1,16]；
3)计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流偏差因子ε和2号高频电流互感器的泄漏电流偏差因子η
Figure BDA0002279994740000031
Figure BDA0002279994740000032
其中()表示矩阵，其中·表示矩阵点乘；
4)计算电缆泄漏电流差异因子λ
Figure BDA0002279994740000033
其中||ε||2代表1号高频电流互感器的泄漏电流偏差因子矩阵ε的2-范数，||η||2代表2号高频电流互感器的泄漏电流偏差因子矩阵h的2-范数；
第四步：根据对电缆绝缘老化状态进行评估
通过第三步计算出的电缆泄漏电流差异因子，进行以下评估：
若λ<θ1，则试验电缆的绝缘老化状态处于极好状态；
若θ1≤λ<θ2，则试验电缆的绝缘老化状态处于良好状态；
若θ2≤λ<θ3，则试验电缆的绝缘老化状态处于一般状态；
若λ≥θ3，则试验电缆(16)的绝缘老化状态处于损坏状态；
其中θ1＝0.281，θ2＝5.862，θ3＝19.218。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，具有数据采集操作简便，现场安装和连接步骤方便易懂，计算过程准确可靠的优点，可对老化后XLPE电缆的泄露电流差异因子进行快速的测评，实现XLPE电缆绝缘性能准确、高效评估的目的。
2、本发明的测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，可以对已投运多年的XLPE电缆绝缘状态进行有效评估，并对其中绝缘状态较差的电缆进行提前预警，通过现场的测试分析，为供电局开展电缆的更换和维修工作提供依据。
附图说明
图1本发明电缆泄漏电流电流测试平台接线示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明：
根据图1电缆泄漏电流测试平台接线图，本发明具体计算步骤如下：
第一步：搭建电缆泄漏电流测试平台
搭建电缆绝缘老化测试平台，该平台主要由上位机1、数据采集器2、高频电压源3、高频电压源1号端口4、高频电压源2号端口5、3号接地线6、高压试验线7、终端8、1号高频电流互感器9、1号接地线10、2号高频电流互感器11、2号接地线12、1号信号传输线13、2号信号传输线14、3号信号传输线15和试验电缆16组成；将高频电压源3的1号端口5通过高压试验线7与试验电缆16的终端8连接，将1号高频电流互感器9套入试验电缆16的1号接地线10，将2号高频电流互感器11套入试验电缆16的2号接地线12，将1号高频电流互感器9通过1号信号传输线13与数据采集器2连接，将2号高频电流互感器11通过2号信号传输线14与数据采集器2连接，将数据采集器2通过3号信号传输线15与上位机1连接，将高频电压源1的1号端口4通过3号接地线6接地；
第二步：设置采集周期
数据采集器2每隔2s采集一次电流数据，每轮采集持续5min，共持续16轮，将从1号高频电流互感器9采集的电流数据记作αij，表示第i轮采集中，1号高频电流互感器9的第j次采集数据，将从2号高频电流互感器11采集的电流数据记作βij，表示第i轮采集中，2号高频电流互感器11的第j次采集数据，其中i、j均为实数，i∈[1,16]，j∈[1,150]；
第三步：计算电缆泄漏电流差异因子λ
1)计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流特征参数δi和2号高频电流互感器11的泄漏电流特征参数μi，其中i∈[1,16]；
Figure BDA0002279994740000051
Figure BDA0002279994740000052
2)计算1号高频电流互感器9的泄漏电流扰动因子Ki和2号高频电流互感器11的泄漏电流扰动因子Li；
Figure BDA0002279994740000053
Figure BDA0002279994740000054
Figure BDA0002279994740000055
Figure BDA0002279994740000056
其中Ki为1号高频电流互感器9的泄漏电流扰动因子和Li为2号高频电流互感器11的泄漏电流扰动因子，i∈[1,16]；
3)计算1号高频电流互感器9的泄漏电流偏差因子ε和2号高频电流互感器11的泄漏电流偏差因子η
Figure BDA0002279994740000057
Figure BDA0002279994740000061
其中()表示矩阵，其中·表示矩阵点乘；
5)计算电缆泄漏电流差异因子λ
Figure BDA0002279994740000062
其中||ε||2代表1号高频电流互感器9的泄漏电流偏差因子矩阵ε的2-范数，||η||2代表2号高频电流互感器11的泄漏电流偏差因子矩阵η的2-范数；
第四步：根据对电缆绝缘老化状态进行评估
通过第三步计算出的电缆泄漏电流差异因子，进行以下评估：
若λ<θ1，则试验电缆16的绝缘老化状态处于极好状态；
若θ1≤λ<θ2，则试验电缆16的绝缘老化状态处于良好状态；
若θ2≤λ<θ3，则试验电缆16的绝缘老化状态处于一般状态；
若λ≥θ3，则试验电缆16的绝缘老化状态处于损坏状态。
其中θ1＝0.281，θ2＝5.862，θ3＝19.218。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种测评老化后XLPE电缆泄漏电流差异因子的智能方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：搭建电缆泄漏电流测试平台
搭建电缆绝缘老化测试平台，该平台主要由上位机(1)、数据采集器(2)、高频电压源(3)、高频电压源1号端口(4)、高频电压源2号端口(5)、3号接地线(6)、高压试验线(7)、终端(8)、1号高频电流互感器(9)、1号接地线(10)、2号高频电流互感器(11)、2号接地线(12)、1号信号传输线(13)、2号信号传输线(14)、3号信号传输线(15)和试验电缆(16)组成；将高频电压源(3)的1号端口(5)通过高压试验线(7)与试验电缆(16)的终端(8)连接，将1号高频电流互感器(9)套入试验电缆(16)的1号接地线(10)，将2号高频电流互感器(11)套入试验电缆(16)的2号接地线(12)，将1号高频电流互感器(9)通过1号信号传输线(13)与数据采集器(2)连接，将2号高频电流互感器(11)通过2号信号传输线(14)与数据采集器(2)连接，将数据采集器(2)通过3号信号传输线(15)与上位机(1)连接，将高频电压源(3)的1号端口(4)通过3号接地线(6)接地；
第二步：设置采集周期
数据采集器(2)每隔2s采集一次电流数据，每轮采集持续5min，共持续16轮，将从1号高频电流互感器(9)采集的电流数据记作αij，表示第i轮采集中，1号高频电流互感器(9)的第j次采集数据，将从2号高频电流互感器(11)采集的电流数据记作βij，表示第i轮采集中，2号高频电流互感器(11)的第j次采集数据，其中i、j均为实数，i∈[1,16]，j∈[1,150]；
第三步：计算电缆泄漏电流差异因子λ
1)计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流特征参数δi和2号高频电流互感器(11)的泄漏电流特征参数μi，其中i∈[1,16]；
Figure FDA0003454288160000011
Figure FDA0003454288160000012
2)计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流扰动因子Ki和2号高频电流互感器(11)的泄漏电流扰动因子Li；
Figure FDA0003454288160000021
Figure FDA0003454288160000022
Figure FDA0003454288160000023
Figure FDA0003454288160000024
其中Ki为1号高频电流互感器(9)的泄漏电流扰动因子和Li为2号高频电流互感器(11)的泄漏电流扰动因子，i∈[1,16]；
3)计算1号高频电流互感器(9)的泄漏电流偏差因子ε和2号高频电流互感器(11)的泄漏电流偏差因子η
Figure FDA0003454288160000025
Figure FDA0003454288160000026
其中()表示矩阵，其中·表示矩阵点乘；
4)计算电缆泄漏电流差异因子λ
Figure FDA0003454288160000027
其中||ε||2代表1号高频电流互感器(9)的泄漏电流偏差因子矩阵ε的2-范数，||η||2代表2号高频电流互感器(11)的泄漏电流偏差因子矩阵η的2-范数；
第四步：根据对电缆绝缘老化状态进行评估
通过第三步计算出的电缆泄漏电流差异因子，进行以下评估：
若λ＜θ1，则试验电缆(16)的绝缘老化状态处于极好状态；
若θ1≤λ＜θ2，则试验电缆(16)的绝缘老化状态处于良好状态；
若θ2≤λ＜θ3，则试验电缆(16)的绝缘老化状态处于一般状态；
若λ≥θ3，则试验电缆(16)的绝缘老化状态处于损坏状态；
其中θ1＝0.281，θ2＝5.862，θ3＝19.218。
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