CN113281608A - 一种基于电流分析的电缆故障识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于电流分析的电缆故障识别方法，所述电缆故障识别方法包括以下步骤：(1)：采集电流信号；(2)：滤除干扰；(3)：A/D转换；(4)：计算首端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av1、不平衡度K₁、不平衡度变化率；(5)：计算第一交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av2、不平衡度K₂、不平衡度变化率ΔK₂；(6)：计算第二交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av3、不平衡度K₃、不平衡度变化率ΔK₃；(7)：计算末端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av4、不平衡度K₄、不平衡度变化率ΔK₄；(8)：确定故障类型；(9)：通过显示屏显示具体检测数据和故障类型。本发明提供一种基于电流分析的电缆故障识别方法，能够准确确定电缆故障类型。

Description

一种基于电流分析的电缆故障识别方法

技术领域

本发明属于电缆检测技术领域，特别涉及一种基于电流分析的电缆故障识别方法。

背景技术

电缆是电缆传输的重要载体，及时了解电缆运行状态，提高实时监测的灵敏性对保证电力系统安全及经济运行具有重要意义。

电缆在其制造过程中难免存在绝缘气隙与突起等局部缺陷，在长期运行过程中必然会受到外界不利因素影响，使得电缆绝缘老化，进而导致故障。同时，随着城市规模的不断扩大，电缆在配电网中的比重逐渐加大。但在自然灾害、机械破坏、绝缘老化等内在和外在多种因素的综合影响之下，电缆故障的发生率也相对提高。目前，电缆故障检测主要采用预防性试验进行检测维护，检测方法需要特定的检测设备和工作环境，费时费力，还不能够及时发现电缆故障或缺陷，无法更好的保证电缆的工作可靠性和安全性。

本发明提出一种基于电流分析的电缆故障识别方法，采集每个接地箱的接地线电流信号，并进行分析计算，得到接地电流不平衡度，并联合判断出所述电缆是否存在异常和具体的故障类型，以便相关人员进行有效维护，进而保证电缆的工作可靠性和安全性。

发明内容

本发明提供一种基于电流分析的电缆故障识别方法，能够准确确定电缆故障类型，进而进行有效的故障处理。

本发明具体为一种基于电流分析的电缆故障识别方法，所述电缆故障识别方法包括以下步骤：

步骤(1)：采集所述电缆接地箱三相电流信号、所述电缆负荷电流信号；

步骤(2)：经过低通滤波器滤除高频干扰信号；

步骤(3)：经过A/D转换器进行A/D转换，并输至控制器；

步骤(4)：计算首端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av1＝(I_1a+I_1b+I_1c)/3，I_1a为所述首端直接接地箱a相接地线电流，I_1b为所述首端直接接地箱b相接地线电流，I_1c为所述首端直接接地箱c相接地线电流；

步骤(5)：计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₁＝max{I_1i-I_av1}/I_av1，i＝a,b,c；

步骤(6)：计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₁＝|K_1i-K₁|/K₁, K_1i为正常运行情况下所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(7)：计算第一交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av2＝(I_2a+I_2b+I_2c)/3，I_2a为所述第一交叉互联接地箱a相接地线电流，I_2b为所述第一交叉互联接地箱b相接地线电流， I_2c为所述第一交叉互联接地箱c相接地线电流；

步骤(8)：计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度 K₂＝max{I_2i-I_av2}/I_av2，i＝a,b,c；

步骤(9)：计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₂＝|K_2i-K₂|/K₂,K_2i为正常运行情况下所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(10)：计算第二交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av3＝(I_3a+I_3b+I_3c)/3，I_3a为所述第二交叉互联接地箱a相接地线电流，I_3b为所述第二交叉互联接地箱b相接地线电流， I_3c为所述第二交叉互联接地箱c相接地线电流；

步骤(11)：计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度 K₃＝max{I_3i-I_av3}/I_av3，i＝a,b,c；

步骤(12)：计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₃＝|K_3i-K₃|/K₃,K_3i为正常运行情况下所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(13)：计算末端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av4＝(I_4a+I_4b+I_4c)/3，I_4a为所述末端直接接地箱a相接地线电流，I_4b为所述末端直接接地箱b相接地线电流，I_4c为所述末端直接接地箱c相接地线电流；

步骤(14)：计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₄＝max{I_4i-I_av4}/I_av4， i＝a,b,c；

步骤(15)：计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₄＝|K_4i-K₄|/K₄, K_4i为正常运行情况下所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(16)：判断是否满足min{I_2i/I_f2i,I_3i/I_f3i}＞6，min{I_2i/I_L,I_3i/I_L}＞0.5，I_f2i为所述第一交叉互联接地箱正常情况下电流，I_L为所述负荷电流，若是，存在进水故障；

步骤(17)：判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞5，min{I_1i/I_L,I_4i/I_L}＞0.4，I_f1i为所述首端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在护层连接错误故障；

步骤(18)：判断是否满足I_1i＜I_f1i且I_4i＜I_f4i，I_f1i为所述末端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在同轴电缆破损故障；

步骤(19)：判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞3且ΔK₂＞4，max{I_4i/I_f4i}＞6且ΔK₃＞1.2，若是，存在接头环氧预制件击穿故障；

步骤(20)：判断是否满足0.1＜ΔK₁＜0.2，1＜ΔK₂＜2.5，ΔK₄＞2，若是，存在所述电缆接头松动开路故障；

步骤(21)：通过显示屏显示具体检测数据和故障类型。

所述首端直接接地箱安装在所述电缆首端，所述第一交叉互联接地箱、所述第二交叉互联接地箱依次安装在所述电缆中间，所述末端直接接地箱安装在所述电缆末端。

与现有技术相比，有益效果是：所述电缆故障识别方法对每个接地箱的信息进行采集分析，并联合判断出所述电缆是否存在异常和具体的故障情况，进而保证电缆的工作可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明一种基于电流分析的电缆故障识别方法的工作流程图。

图2为本发明一种基于电流分析的电缆故障识别方法信息分析判断流程图。

图3为本发明电缆接地箱位置安装图。

具体实施方式

下面对本发明一种基于电流分析的电缆故障识别方法的具体实施方式做详细阐述。

如图1所示，本发明的电缆故障识别方法包括以下步骤：

步骤(1)通过电流传感器采集所述电缆接地箱三相电流信号、所述电缆负荷电流信号；

步骤(2)：经过低通滤波器滤除高频干扰信号；

步骤(3)：经过A/D转换器进行A/D转换，并输至控制器；

步骤(4)：进行信息分析；

首端直接接地箱三相接地线电流分析计算：

计算首端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av1＝(I_1a+I_1b+I_1c)/3，I_1a为所述首端直接接地箱a相接地线电流，I_1b为所述首端直接接地箱b相接地线电流，I_1c为所述首端直接接地箱 c相接地线电流；

计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₁＝max{I_1i-I_av1}/I_av1，i＝a,b,c；

计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₁＝|K_1i-K₁|/K₁,K_1i为正常运行情况下所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

第一交叉互联接地箱三相接地线电流分析计算：

计算第一交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av2＝(I_2a+I_2b+I_2c)/3，I_2a为所述第一交叉互联接地箱a相接地线电流，I_2b为所述第一交叉互联接地箱b相接地线电流，I_2c为所述第一交叉互联接地箱c相接地线电流；

计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度K₂＝max{I_2i-I_av2}/I_av2，i＝a,b,c；

计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₂＝|K_2i-K₂|/K₂,K_2i为正常运行情况下所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

第二交叉互联接地箱三相接地线电流分析计算：

计算第二交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av3＝(I_3a+I_3b+I_3c)/3，I_3a为所述第二交叉互联接地箱a相接地线电流，I_3b为所述第二交叉互联接地箱b相接地线电流，I_3c为所述第二交叉互联接地箱c相接地线电流；

计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度K₃＝max{I_3i-I_av3}/I_av3，i＝a,b,c；

计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₃＝|K_3i-K₃|/K₃,K_3i为正常运行情况下所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

末端直接接地箱三相接地线电流分析计算：

计算末端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av4＝(I_4a+I_4b+I_4c)/3，I_4a为所述末端直接接地箱a相接地线电流，I_4b为所述末端直接接地箱b相接地线电流，I_4c为所述末端直接接地箱c相接地线电流；

计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₄＝max{I_4i-I_av4}/I_av4，i＝a,b,c；

计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₄＝|K_4i-K₄|/K₄,K_4i为正常运行情况下所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(5)：故障判断，如图2所示，包括以下步骤：

(1)判断是否满足min{I_2i/I_f2i,I_3i/I_f3i}＞6，min{I_2i/I_L,I_3i/I_L}＞0.5，I_f2i为所述第一交叉互联接地箱正常情况下电流，I_L为所述负荷电流，若是，存在进水故障；

(2)判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞5，min{I_1i/I_L,I_4i/I_L}＞0.4，I_f1i为所述首端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在护层连接错误故障；

(3)判断是否满足I_1i＜I_f1i且I_4i＜I_f4i，I_f1i为所述末端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在同轴电缆破损故障；

(4)判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞3且ΔK₂＞4，max{I_4i/I_f4i}＞6且ΔK₃＞1.2，若是，存在接头环氧预制件击穿故障；

(5)判断是否满足0.1＜ΔK₁＜0.2，1＜ΔK₂＜2.5，ΔK₄＞2，若是，存在所述电缆接头松动开路故障；

步骤(6)：通过显示屏显示具体检测数据和故障类型。

如图3所示，所述首端直接接地箱安装在所述电缆首端，所述第一交叉互联接地箱、所述第二交叉互联接地箱依次安装在所述电缆中间，所述末端直接接地箱安装在所述电缆末端。

采用所述电缆故障识别方法对所述电缆进行故障识别的故障，并结合报警器、显示器和通信单元及时发送给相关工作人员，以便相关工作人员及时进行处理，进而保证电缆的工作可靠性。

最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (2)

1.一种基于电流分析的电缆故障识别方法，其特征在于，所述电缆故障识别方法包括以下步骤：

步骤(1)：采集所述电缆接地箱三相电流信号、所述电缆负荷电流信号；

步骤(2)：经过低通滤波器滤除高频干扰信号；

步骤(3)：经过A/D转换器进行A/D转换，并输至控制器；

步骤(4)：计算首端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av1＝(I_1a+I_1b+I_1c)/3，I_1a为所述首端直接接地箱a相接地线电流，I_1b为所述首端直接接地箱b相接地线电流，I_1c为所述首端直接接地箱c相接地线电流；

步骤(5)：计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₁＝max{I_1i-I_av1}/I_av1，i＝a,b,c；

步骤(6)：计算所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₁＝|K_1i-K₁|/K₁,K_1i为正常运行情况下所述首端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(7)：计算第一交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av2＝(I_2a+I_2b+I_2c)/3，I_2a为所述第一交叉互联接地箱a相接地线电流，I_2b为所述第一交叉互联接地箱b相接地线电流，I_2c为所述第一交叉互联接地箱c相接地线电流；

步骤(8)：计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度K₂＝max{I_2i-I_av2}/I_av2，i＝a,b,c；

步骤(9)：计算所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₂＝|K_2i-K₂|/K₂,K_2i为正常运行情况下所述第一交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(10)：计算第二交叉互联接地箱三相接地线电流平均值I_av3＝(I_3a+I_3b+I_3c)/3，I_3a为所述第二交叉互联接地箱a相接地线电流，I_3b为所述第二交叉互联接地箱b相接地线电流，I_3c为所述第二交叉互联接地箱c相接地线电流；

步骤(11)：计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度K₃＝max{I_3i-I_av3}/I_av3，i＝a,b,c；

步骤(12)：计算所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₃＝|K_3i-K₃|/K₃,K_3i为正常运行情况下所述第二交叉互联接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(13)：计算末端直接接地箱三相接地线电流平均值I_av4＝(I_4a+I_4b+I_4c)/3，I_4a为所述末端直接接地箱a相接地线电流，I_4b为所述末端直接接地箱b相接地线电流，I_4c为所述末端直接接地箱c相接地线电流；

步骤(14)：计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度K₄＝max{I_4i-I_av4}/I_av4，i＝a,b,c；

步骤(15)：计算所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度变化率ΔK₄＝|K_4i-K₄|/K₄,K_4i为正常运行情况下所述末端直接接地箱三相接地线电流不平衡度；

步骤(16)：判断是否满足min{I_2i/I_f2i,I_3i/I_f3i}＞6，min{I_2i/I_L,I_3i/I_L}＞0.5，I_f2i为所述第一交叉互联接地箱正常情况下电流，I_L为所述负荷电流，若是，存在进水故障；

步骤(17)：判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞5，min{I_1i/I_L,I_4i/I_L}＞0.4，I_f1i为所述首端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在护层连接错误故障；

步骤(18)：判断是否满足I_1i＜I_f1i且I_4i＜I_f4i，I_f1i为所述末端直接接地箱正常情况下电流，若是，存在同轴电缆破损故障；

步骤(19)：判断是否满足min{I_1i/I_f1i,I_4i/I_f4i}＞3且ΔK₂＞4，max{I_4i/I_f4i}＞6且ΔK₃＞1.2，若是，存在接头环氧预制件击穿故障；

步骤(20)：判断是否满足0.1＜ΔK₁＜0.2，1＜ΔK₂＜2.5，ΔK₄＞2，若是，存在所述电缆接头松动开路故障；

步骤(21)：通过显示屏显示具体检测数据和故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于电流分析的电缆故障识别方法，其特征在于，所述首端直接接地箱安装在所述电缆首端，所述第一交叉互联接地箱、所述第二交叉互联接地箱依次安装在所述电缆中间，所述末端直接接地箱安装在所述电缆末端。

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