CN111025098B - 基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，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；然后分别计算高频电流互感线圈(6)的时域扰动率
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、时域偏移率
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
；最后计算泄漏电流差异系数
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，对XLPE电缆绝缘老化程度进行判断。本发明的有益效果在于，所述的判断方法操作简便，可实现性强，并且通过本发明所述方法的计算，可对检测出的泄漏电流进行智能化的处理，提取出有效判断特征量，实现对XLPE电缆的老化程度有效判断的目的，保障配电网的可靠性供电。

Description

基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法
技术领域
本发明属于XLPE电缆绝缘老化程度判断领域，具体涉及一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)因具有结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、耐化学腐蚀，机械强度高等优点，被广泛应用于配电网电缆中。在电网中长期运行的XLPE电缆，一方面，外界环境变化不定，使电缆绝缘遭受潮湿、高低温交替、高低气压交替等影响，另一方面，电缆短时过负荷运行，内部大电流热量累积，均加速电缆绝缘老化的发展并形成气隙等缺陷，引发电缆发生故障，严重威胁电网的安全运行。
所以为高效便捷地做好评估电缆的老化状态工作，减少XLPE电缆故障发生率，急需一种能够有效地对配电网中长期运行的XLPE电缆绝缘性能进行评估的方法，本方法为一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，该方法操作简单并能够通过计算检测的泄漏电流对电缆的老化程度进行有效判断。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，用于对配电网长期运行的XLPE电缆绝缘老化程度进行判断，该方法操作简单并能够通过计算检测的泄漏电流对电缆的老化程度进行有效判断。
本发明的技术方案为：
一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，具体包括以下步骤：
第一步：搭建电缆泄漏电流测试平台
将交流电压源的1号出线端口通过高压绝缘线与试验电缆的终端连接，将高频电流互感线圈套入试验电缆的1号接地线，将高频电流互感线圈通过1号信号传输线与数据采集器连接，将数据采集器通过2号信号传输线与上位机连接，将高频电压源的2号出线端口通过2号接地线接地；
第二步：设置数据采集周期
数据采集器每隔6s采集一次电流数据，每轮采集持续10min，共持续10轮，将从高频电流互感线圈采集的电流数据记作nai，表示第n轮采集中，高频电流互感线圈的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；
第三步：计算泄漏电流时域变化因子δ
1)计算泄漏电流的时域扰动率αn
Figure BDA0002279994670000021
nai为第n轮采集中，高频电流互感线圈的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；e为自然常数，取2.7188；αn为第n轮采集中的高频电流互感线圈的时域扰动率；
2)计算泄漏电流的时域偏移率βn
Figure BDA0002279994670000022
nai为第n轮采集中，高频电流互感线的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；βn为第n轮采集中高频电流互感线圈的时域偏移率；
3)计算泄漏电流时域变化因子δ
Figure BDA0002279994670000023
Figure BDA0002279994670000024
Figure BDA0002279994670000025
Figure BDA0002279994670000026
Figure BDA0002279994670000031
()表示矩阵；*表示矩阵卷积；M1、M2为时域位移矩阵；e为自然常数，取2.7188；||·||2为矩阵2-范数，||·||F为矩阵F-范数；η1、η2为时域位移系数；δ为泄漏电流时域变化因子；
第四步：根据泄漏电流时域变化因子δ对电缆绝缘老化程度进行判断
通过第三步计算出泄漏电流时域变化因子δ，进行以下评估：
若δ小于θ1，则试验电缆的绝缘老化状态处于良好状态；
若δ大于等于θ1，且δ小于θ2，则试验电缆的绝缘老化状态处于一般状态；
若δ大于等于θ2，则试验电缆(4)的绝缘老化状态处于损坏状态；
其中θ1＝0.312，θ2＝5.542，θ3＝9.689。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，具有操作简便、可实现性强的优点，并且通过本发明所述方法的计算，可对检测出的泄漏电流进行智能化的处理，提取出有效判断特征量，实现对XLPE电缆的老化程度有效判断的目的，保障配电网的可靠性供电。
2、本发明的基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，可对运行中XLPE电缆的老化情况进行提前预警和评估，为现场人员确定待维护电缆的等级提供有力根据。
附图说明
图1为本发明中电缆泄漏电流测试平台接线示意图。
具体实施方式
下面结合流程图对本发明作进一步说明：
本发明具体步骤如下：
第一步：搭建电缆泄漏电流测试平台(如图1所示)
将交流电压源1的1号出线端口2通过高压绝缘线3与试验电缆4的终端5连接，将高频电流互感线圈6套入试验电缆4的1号接地线7，将高频电流互感线圈6通过1号信号传输线8与数据采集器9连接，将数据采集器9通过2号信号传输线10与上位机11连接，将高频电压源1的2号出线端口12通过2号接地线13接地；
第二步：设置数据采集周期
数据采集器11每隔6s采集一次电流数据，每轮采集持续10min，共持续10轮，将从高频电流互感线圈6采集的电流数据记作nai，表示第n轮采集中，高频电流互感线圈6的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；
第三步：计算泄漏电流时域变化因子δ
1)计算泄漏电流的时域扰动率αn
Figure BDA0002279994670000041
nai为第n轮采集中，高频电流互感线圈(6)的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；e为自然常数，取2.7188；αn为第n轮采集中的高频电流互感线圈6的时域扰动率；
2)计算泄漏电流的时域偏移率βn
Figure BDA0002279994670000042
nai为第n轮采集中，高频电流互感线圈6的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；βn为第n轮采集中高频电流互感线圈6的时域偏移率；
3)计算泄漏电流时域变化因子δ
Figure BDA0002279994670000043
Figure BDA0002279994670000044
Figure BDA0002279994670000045
Figure BDA0002279994670000051
Figure BDA0002279994670000052
()表示矩阵；*表示矩阵卷积；M1、M2为时域位移矩阵；e为自然常数，取2.7188；||·||2为矩阵2-范数，||·||F为矩阵F-范数；η1、η2为时域位移系数；δ为泄漏电流时域变化因子；
第四步：根据泄漏电流时域变化因子δ对电缆绝缘老化程度进行判断
通过第三步计算出泄漏电流时域变化因子δ，进行以下评估：
若δ小于θ1，则试验电缆4的绝缘老化状态处于良好状态；
若δ大于等于θ1，且δ小于θ2，则试验电缆4的绝缘老化状态处于一般状态；
若δ大于等于θ2，则试验电缆4的绝缘老化状态处于损坏状态；
其中θ1＝0.312，θ2＝5.542，θ3＝9.689，θ3＝24.186
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)

1.一种基于泄漏电流时域变化因子的电缆绝缘老化程度判断方法，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
将交流电压源(1)的1号出线端口(2)通过高压绝缘线(3)与试验电缆(4)的终端(5)连接，将高频电流互感线圈(6)套入试验电缆(4)的1号接地线(7)，将高频电流互感线圈(6)通过1号信号传输线(8)与数据采集器(9)连接，将数据采集器(9)通过2号信号传输线(10)与上位机(11)连接，将高频电压源(1)的2号出线端口(12)通过2号接地线(13)接地；
第二步：设置数据采集周期
数据采集器(9)每隔6s采集一次电流数据，每轮采集持续10min，共持续10轮，将从高频电流互感线圈(6)采集的电流数据记作nai，表示第n轮采集中，高频电流互感线圈(6)的第i次采集数据，n、i均为实数，n∈[1,10]，i∈[1,100]；
第三步：计算泄漏电流时域变化因子δ
1)计算泄漏电流的时域扰动率αn
Figure FDA0003658786350000011
e为自然常数，取2.7188；αn为第n轮采集中的高频电流互感线圈(6)的时域扰动率；
2)计算泄漏电流的时域偏移率βn
Figure FDA0003658786350000012
βn为第n轮采集中高频电流互感线圈(6)的时域偏移率；
3)计算泄漏电流时域变化因子δ
Figure FDA0003658786350000013
Figure FDA0003658786350000021
Figure FDA0003658786350000022
Figure FDA0003658786350000023
Figure FDA0003658786350000024
()表示矩阵；*表示矩阵卷积；M1、M2为时域位移矩阵；e为自然常数，取2.7188；||·||2为矩阵2-范数，||·||F为矩阵F-范数；η1、η2为时域位移系数；δ为泄漏电流时域变化因子；
第四步：根据泄漏电流时域变化因子δ对电缆绝缘老化程度进行判断
通过第三步计算出泄漏电流时域变化因子δ，进行以下评估：
若δ小于θ1，则试验电缆(4)的绝缘老化状态处于良好状态；
若δ大于等于θ1，且δ小于θ2，则试验电缆(4)的绝缘老化状态处于一般状态；
若δ大于等于θ2，则试验电缆(4)的绝缘老化状态处于损坏状态。
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