CN112526287B - 一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高压电缆故障诊断技术领域，具体来说是涉及一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法。本发明基于电缆接地环流波形采集装置，通过建模分析电缆直接接地节点和交叉互联节点的接地电流模型，与实测数据进行对比，验证模型的正确性后，通过模型模拟出可能的电缆故障在接地环流上的变化，进而分析出电缆的故障类型和故障位置，实现高压电缆巡检的智能化和自动化。

Description

一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法
技术领域
本发明属于高压电缆故障诊断技术领域，具体来说是涉及一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法。
背景技术
当前城市输配电线路中广泛应用高压电力电缆，高压电力电缆深埋在地下隧道或者管道中，给电缆健康状况和故障定位带来极大困难，目前的主要电缆巡检方式是人工巡检，人力成本较大，部分线路采用的接地环流幅值采集装置只能采集离散的节点接地电流幅值，精度不高，也缺乏相位信息，对于电缆故障的诊断和定位缺乏足够的数据支撑。
发明内容
本发明的目的，是针对上述问题，提出一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法。
本发明的技术方案是：一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法，包括以下步骤：
S1、获取高压电缆直接接地节点和交叉互联接地节点的接地环流数据；
S2、从数据库中，获取各类历史电缆故障时对应的直接接地节点环流数据和交叉互联接地节点环流数据；
S3、根据步骤S1和S2获取的数据，分别建立正常电路模型和异常电路模型，所述正常电路模型与异常电路模型的区别在于发生电路故障时，故障发生位置的接地环流数据不同于正常时的接地环流数据；所述正常电路模型包括直接接地节点正常电路模型和交叉互联接地节点正常电路模型，所述异常电路模型包括直接接地节点异常电路模型和交叉互联接地节点异常电路模型；
S4、通过对比正常电路模型和异常电路模型，根据发生故障时接地环流数据的差异大小，区分出每一类电缆故障对应的异常电路模型，分别建立直接接地节点异常电路模型数据库和交叉互联接地节点异常电路模型数据库；
S5、实时获取高压电缆直接接地节点和交叉互联接地节点的接地环流数据，分别建立实时直接接地节点电路模型和实时交叉互联接地节点电路模型；
S6、将建立的实时直接接地节点电路模型和实时交叉互联接地节点电路模型分别与直接接地节点正常电路模型和交叉互联接地节点正常电路模型进行对比，判断是否发生故障，若是，则进入步骤S7，否则回到步骤S5；
S7、通过与直接接地节点异常电路模型数据库和交叉互联接地节点异常电路模型数据库进行对比，根据电路模型的相似度，检测出实时电缆故障类型和故障位置。
进一步的，步骤S2中，通过模拟各接地节点的开路和短路，获取对应的电缆故障接地环流数据。
进一步的，所述建立正常电路模型和异常电路模型的具体方法是：根据获取的各个接地节点的接地环流幅值，以节点位置为横坐标，电流幅值为纵坐标，建立直方图，将直方图中每个直方柱的顶点连接获得环流幅值图线。
进一步的，电路模型的对比是通过对比环流幅值图线进行。
本发明的有益效果是，本发明基于电缆接地环流波形采集装置，通过建模分析电缆直接接地节点和交叉互联节点的接地电流模型，与实测数据进行对比，验证模型的正确性后，通过模型模拟出可能的电缆故障在接地环流上的变化，进而分析出电缆的故障类型和故障位置，实现高压电缆巡检的智能化和自动化。
附图说明
图1是在高压电缆回路的每一个单端接地节点的ABC三相接地环流监测点安装环流在线检测装置；
图2是在高压电缆回路的每一个交叉互联节点的ABC三相接地环流监测点安装环流在线检测装置；
图3是采用交叉互联的正常电路模型分析出交叉互联节点各相的接地环流数据，画出各相对应的接地环流幅值图线；
图4是采用交叉互联的异常电路模型分析出交叉互联节点各相的接地环流数据，画出各相对应的接地环流幅值图线。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的技术方案：
如图1所示，直接接地模型包含两个接地节点，一个是直接接地节点，另一个是保护接地节点，模型针对直接接地点的6路(ABC相①～⑥处)接地环流数据进行分析，对比正常和异常情况下的直接接地点环流数据。
如图2所示，交叉互联模型包含4个节点，中间两个是交叉互联接地节点，两端两个是直接接地节点，模型针对交叉互联接地节点的接地环流数据进行分析，对比正常和异常情况下的交叉互联节点的6路(ABC相①～⑥处)接地环流数据。
本发明的方案中，所提出的电路模型的一种实现方法是根据获取的各个接地节点的接地环流幅值，以节点位置为横坐标，电流幅值为纵坐标，建立直方图，将直方图中每个直方柱的顶点连接获得环流幅值图线。
如图3所示，为采用交叉互联的正常电路模型分析出交叉互联节点各相的接地环流数据，画出各相对应的接地环流幅值图线；如图4所示，为采用交叉互联的异常电路模型分析出交叉互联节点各相的接地环流数据，画出各相对应的接地环流幅值图线。
根据上述方法，用实际测量的交叉互联节点幅值图线与故障库中的环流幅值图线比较，找到最接近的图线，用该图线对应的故障推断目前交叉互联节点的故障。用实际测量的直接接地节点的幅值图线与故障库中的环流幅值图线比较，找到最接近的图线，用该图线对应的故障推断目前直接接地节点的故障。

Claims (4)

1.一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取高压电缆直接接地节点和交叉互联接地节点的接地环流数据；
S2、从数据库中，获取各类历史电缆故障时对应的直接接地节点环流数据和交叉互联接地节点环流数据；
S3、根据步骤S1和S2获取的数据，分别建立正常电路模型和异常电路模型，所述正常电路模型与异常电路模型的区别在于发生电路故障时，故障发生位置的接地环流数据不同于正常时的接地环流数据；所述正常电路模型包括直接接地节点正常电路模型和交叉互联接地节点正常电路模型，所述异常电路模型包括直接接地节点异常电路模型和交叉互联接地节点异常电路模型；
S4、通过对比正常电路模型和异常电路模型，根据发生故障时接地环流数据的差异大小，区分出每一类电缆故障对应的异常电路模型，分别建立直接接地节点异常电路模型数据库和交叉互联接地节点异常电路模型数据库；
S5、实时获取高压电缆直接接地节点和交叉互联接地节点的接地环流数据，分别建立实时直接接地节点电路模型和实时交叉互联接地节点电路模型；
S6、将建立的实时直接接地节点电路模型和实时交叉互联接地节点电路模型分别与直接接地节点正常电路模型和交叉互联接地节点正常电路模型进行对比，判断是否发生故障，若是，则进入步骤S7，否则回到步骤S5；
S7、通过与直接接地节点异常电路模型数据库和交叉互联接地节点异常电路模型数据库进行对比，根据电路模型的相似度，检测出实时电缆故障类型和故障位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法，其特征在于，步骤S2中，通过模拟各接地节点的开路和短路，获取对应的电缆故障接地环流数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法，其特征在于，所述建立正常电路模型和异常电路模型的具体方法是：根据获取的各个接地节点的接地环流幅值，以节点位置为横坐标，电流幅值为纵坐标，建立直方图，将直方图中每个直方柱的顶点连接获得环流幅值图线。
4.根据权利要求3所述的一种基于电缆接地环流的电缆故障检测方法，其特征在于，电路模型的对比是通过对比环流幅值图线进行。
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