CN114755527A - 一种单芯海缆接地环流故障检测方法及系统 - Google Patents

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CN114755527A CN202210192557.4A CN202210192557A CN114755527A CN 114755527 A CN114755527 A CN 114755527A CN 202210192557 A CN202210192557 A CN 202210192557A CN 114755527 A CN114755527 A CN 114755527A
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李鹏
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Abstract

本发明公开了一种单芯海缆接地环流故障检测方法及系统,通过实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。通过增加测量位置和增加测量电流的相位信息来达到准确分析电缆运行状态,并查找海缆护套和铠装的隐藏缺陷。

Description

一种单芯海缆接地环流故障检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电缆技术领域,具体涉及一种单芯海缆接地环流故障检测方法及系统。
背景技术
海缆线芯有电流流过时,由于电磁感应原理,在金属护套和金属铠装中会有感应电压,一般海缆两端的护套和铠装都是直接接地的,所以在护套和铠装中会有较大的感应电流流过。如图1所示,目前单芯海缆护套和铠装环流监测示意图,图1只展示了其中一相海缆的监测情况,有2个探头,分别监测护套和铠装的电流,监测状态量为电流的幅值。实际情况为海缆每端有ABC三相,还有中性点,即海缆每端有8个探头。
目前,海缆检测技术多沿用陆上电缆的检测方法,只检测接地电流值的大小。但是,海缆与陆缆的结构差别较大。比如,陆缆的线芯外部只有一层金属屏蔽,且金属屏蔽对地有外护套进行绝缘;而海缆的线芯外层有护套和铠装两层金属导体,护套和铠装之间使用半导电护套,铠装外层则涂有沥青,再浸泡在水中,水中部分可以看做多点接地。所以,海缆和陆缆的接地环流流经的回路不同,环流大小差别也较大。另外,现有技术的诊断判据一般为电流幅值的阈值、电流幅值的变化率,但是由于单芯海缆的电流幅值受线芯电流影响大,造成以幅值阈值做比较会有较大误差。存在不能对海缆运行中各金属层之间的等效阻抗进行分析,无法查找出某些细微的阻抗类的风险。
发明内容
因此,本发明提供的一种单芯海缆接地环流故障检测方法及系统,克服了现有技术中不能对海缆运行中各金属层之间的等效阻抗进行分析,无法查找出某些细微的阻抗类的缺陷。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供一种单芯海缆接地环流故障检测方法,包括:
实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;
根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;
通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;
根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。
可选地,所述故障,包括:注意、异常、严重。
可选地,样本库包括:当单芯海缆接地环流不存在故障时,护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程。
可选地,所述预设诊断算法,包括:
根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,生成护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度、铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度;
根据比值及相位差分层度,结合三级预设阈值,判断单芯海缆接地环流是否故障。
可选地,通过以下公式计算护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure BDA0003524888400000031
其中,n为检测样本个数;k为利用样本中第k组数据所求得的结果;kq为按照第k组数据对应的线芯电流并按照曲线方程中的点进行计算求得的结果,Δ为步长,两个相邻的采样点对应的数值做差,ΔI=Ik-Ik-1;Ic为线芯电流,Is为护套接地电流,Ia为铠装接地电流;
通过以下公式计算铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure BDA0003524888400000032
通过以下公式计算护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure BDA0003524888400000033
通过以下公式计算铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure BDA0003524888400000041
可选地,通过以下公式计算∠(Is-Ic)、∠(Ia-Ic):
Figure BDA0003524888400000042
∠(Ia-Ic)=∠(Ic+Is)-90°-γ
其中,
Figure BDA0003524888400000043
为护套感应电流滞后护套感应电压的角度,γ为铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度。
可选地,通过以下公式计算线芯电流不同时,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位:
护套感应电流滞后护套感应电压的角度为
Figure BDA0003524888400000044
Figure BDA0003524888400000045
铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度为γ,则
Figure BDA0003524888400000046
其中,ω为电角频率;Ls、Rs、La、Ra分别为护套层的自电感、护套层的电阻、铠装层的自电感、铠装层的电阻。
第二方面,本发明实施例提供一种单芯海缆接地环流故障检测系统,包括:
数据获取模块,用于实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;
数据计算模块,用于根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;
曲线方程获取模块,用于通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;
判断模块,用于根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。
第三方面,本发明实施例提供一种终端,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行本发明实施例第一方面所述的单芯海缆接地环流故障检测方法。
第四方面,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行本发明实施例第一方面所述的单芯海缆接地环流故障检测方法。
本发明技术方案,具有如下优点:
本发明提供的单芯海缆接地环流故障检测方法及系统,通过增加测量位置和增加测量电流的相位信息来达到准确分析电缆运行状态,并查找海缆护套和铠装的隐藏缺陷。根据单芯海缆包含Ic,Is,Ia幅值和相位信息测的多点测量方式,定义了两个状态量:电流幅值非线性度、相位差分层度,并将两个状态量作为诊断标准。同时结合三级阈值分析的状态诊断逻辑,能准确分析出海缆运行状态。可以检测接地环流的相位关系,对海缆运行中各层金属层之间的等效阻抗进行分析,查找出某些细微的阻抗类缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术一相单芯海缆护套和铠装环流监测示意图;
图2为本发明实施例提供的一种单芯海缆接地环流故障检测方法的一个具体示例的流程图;
图3为本发明实施例提供的海缆线芯、护套和铠装之间的耦合关系的示意图;
图4为本发明实施例提供的线芯、护套、铠装电流向量关系图;
图5为本发明实施例提供的三级阈值的诊断逻辑图;
图6为本发明实施例提供的一种单芯海缆接地环流故障检测系统的模块组成图;
图7为本发明实施例提供的一种终端一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,还可以是两个元件内部的连通,可以是无线连接,也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供的一种单芯海缆接地环流故障检测方法,适用于对运行中的海缆进行带电检测,对疑似缺陷海缆进行准确测量及故障分析。
如图2所示,包括如下步骤:
步骤S1:实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息。
在本发明实施例中,通过安装3个柔性电流探头,检测探头内部各层的电流的幅值和相位。采用柔性电流探头,探头口径可选择范围大,可满足横截面积大的单芯海缆整体测量。3个探头安装位置及测量内容分别为:柔性电流探头套装在铅套接地与电缆终端之间部位,该部位线芯外无其它金属层,检测线芯电流Ic(包含幅值和相位)。柔性电流探头套装在护套接地线上,检测护套接地电流Is(包含幅值和相位);柔性电流探头套装在铠装接地线上,用于检测铠装接地电流Ia(包含幅值和相位)。
在一具体实施例中,将3个柔性电流探头接入采集卡,采集卡对3个通道的电流数据进行实时采集。同时对3个电流通道采集到的实时波形进行展示分析,读取每一时刻各通道的幅值及相位信息。
步骤S2:根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位。
在本发明实施例中,如图3所示,海缆线芯、护套和铠装之间的耦合关系的示意图。如图4所示,为本发明实施例搭建的线芯、护套、铠装电流向量关系图,根据关系图可求得通过线芯电流不同时,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位。
护套感应电流滞后护套感应电压的角度为
Figure BDA0003524888400000081
Figure BDA0003524888400000082
铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度为γ,则
Figure BDA0003524888400000083
其中,ω为电角频率;Ls、Rs、La、Ra分别为护套层的自电感、护套层的电阻、铠装层的自电感、铠装层的电阻。
同时,线芯、护套、铠装电流向量关系图还应满足关系式:
护套上的感应电压为:
Figure BDA0003524888400000091
铠装上的感应电压为:
Figure BDA0003524888400000092
在本发明实施例中,通过画图法确定线芯、护套、铠装电流之间大小和相位的大致关系(线芯电流超前护套电流的角度在90°至180°之间,更接近180°;线芯电流超前铠装电流在180°至270°之间,更接近于180°)。以上图形只是考虑了电磁感应电流,实际护套中还有电容电流流过。电容电流不随线芯电流大小影响,且电容电流超前线芯电压90°。即线芯电流越小,电容电流对护套环流相交的影响越大。当线芯电流为0时,护套只流过电容电流,单位长度电容电流为Ic=jωC0U。
步骤S3:通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程。
在本发明实施例中,预设算法在此不作限制,根据实际情况进行相应选取,本发明实施例通过以下公式计算护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure BDA0003524888400000093
其中,n是检测样本个数;k代表利用样本中第k组数据所求得的结果;kq代表按照第k组数据对应的线芯电流并按照曲线方程中的点进行计算求得的结果,Δ为步长,两个相邻的采样点对应的数值做差,ΔI=Ik-Ik-1;Ic线芯电流,Is护套接地电流,Ia铠装接地电流。
通过以下公式计算铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure BDA0003524888400000101
通过以下公式计算护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure BDA0003524888400000102
通过以下公式计算铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure BDA0003524888400000103
在本发明实施例中,通过以下公式计算∠(Is-Ic)、∠(Ia-Ic):
Figure BDA0003524888400000104
∠(Ia-Ic)=∠(Ic+Is)-90°-γ
其中,
Figure BDA0003524888400000105
为护套感应电流滞后护套感应电压的角度,γ为铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度。
步骤S4:根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。
在本发明实施例中,样本库还包括:当单芯海缆接地环流不存在故障时,护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程。
在本发明实施例中,预设诊断算法,包括:根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,生成护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度、铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度。根据比值及相位差分层度,结合三级预设阈值,判断单芯海缆接地环流是否故障。所述故障,包括:注意、异常、严重。
在一具体实施例中,如图5所示,三级阈值的诊断逻辑图。其中非线性度的三个阈值及相位分层度的三个阈值,在此不作限制,根据实际情况进行相应范围的选取。通过提取样本中的特殊状态量:幅值变化非线性度、相位差分层度,反映海缆状态的微弱缺陷,结合三级阈值的判定设置,能准确分析出海缆运行状态。
本发明实施例中提供的单芯海缆接地环流故障检测方法,根据单芯海缆包含Ic,Is,Ia幅值和相位信息测的多点测量方式。定义了两个状态量:电流幅值非线性度、相位差分层度,并将两个状态量作为诊断标准。同时结合三级阈值分析的状态诊断逻辑,能准确分析出海缆运行状态。可以检测接地环流的相位关系,对海缆运行中各层金属层之间的等效阻抗进行分析,查找出某些细微的阻抗类缺陷。
实施例2
本发明实施例提供一种单芯海缆接地环流故障检测系统,如图6所示,包括:
数据获取模块1,用于实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法,在此不再赘述。
数据计算模块2,用于根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;此模块执行实施例1中的步骤S2所描述的方法,在此不再赘述。
曲线方程获取模块3,用于通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;此模块执行实施例1中的步骤S3所描述的方法,在此不再赘述。
判断模块3,用于根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障;此模块执行实施例1中的步骤S4所描述的方法,在此不再赘述。
本发明实施例提供一种单芯海缆接地环流故障检测系统,提出了一种根据单芯海缆包含Ic,Is,Ia幅值和相位信息测的多点测量方式。定义了两个状态量:电流幅值非线性度、相位差分层度,并将两个状态量作为诊断标准。同时结合三级阈值分析的状态诊断逻辑,能准确分析出海缆运行状态。可以检测接地环流的相位关系,对海缆运行中各层金属层之间的等效阻抗进行分析,查找出某些细微的阻抗类缺陷。
实施例3
本发明实施例提供一种终端,如图7所示,包括:至少一个处理器401,例如CPU(Central Processing Unit,中央处理器),至少一个通信接口403,存储器404,至少一个通信总线402。其中,通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中,通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard),可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(RandomAccess Memory,易挥发性随机存取存储器),也可以是非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1中的单芯海缆接地环流故障检测方法。存储器404中存储一组程序代码,且处理器401调用存储器404中存储的程序代码,以用于执行实施例1中的单芯海缆接地环流故障检测方法。其中,通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture,简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图7中仅用一条线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。其中,存储器404可以包括易失性存储器(英文:volatile memory),例如随机存取存储器(英文:random-access memory,缩写:RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(英文:non-volatile memory),例如快闪存储器(英文:flash memory),硬盘(英文:hard disk drive,缩写:HDD)或固降硬盘(英文:solid-state drive,缩写:SSD);存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。其中,处理器401可以是中央处理器(英文:central processingunit,缩写:CPU),网络处理器(英文:networkprocessor,缩写:NP)或者CPU和NP的组合。
其中,存储器404可以包括易失性存储器(英文:volatile memory),例如随机存取存储器(英文:random-access memory,缩写:RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(英文:non-volatile memory),例如快闪存储器(英文:flashmemory),硬盘(英文:hard diskdrive,缩写:HDD)或固态硬盘(英文:solid-state drive,缩写:SSD);存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中,处理器401可以是中央处理器(英文:central processing unit,缩写:CPU),网络处理器(英文:network processor,缩写:NP)或者CPU和NP的组合。
其中,处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文:application-specific integrated circuit,缩写:ASIC),可编程逻辑器件(英文:programmable logic device,缩写:PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文:complex programmable logic device,缩写:CPLD),现场可编程逻辑门阵列(英文:field-programmable gate array,缩写:FPGA),通用阵列逻辑(英文:generic arraylogic,缩写:GAL)或其任意组合。
可选地,存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令,实现如本申请执行实施例1中的单芯海缆接地环流故障检测方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令可执行实施例1中的单芯海缆接地环流故障检测方法。其中,所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory,RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive,缩写:HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)等;所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,包括:
实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;
根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;
通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;
根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。
2.根据权利要求1所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,所述故障,包括:注意、异常、严重。
3.根据权利要求1所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,样本库包括:当单芯海缆接地环流不存在故障时,护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程。
4.根据权利要求3所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,所述预设诊断算法,包括:
根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,生成护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值、护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度、铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度;
根据比值及相位差分层度,结合三级预设阈值,判断单芯海缆接地环流是否故障。
5.根据权利要求4所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,通过以下公式计算护套接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure FDA0003524888390000021
其中,n为检测样本个数;k为利用样本中第k组数据所求得的结果;kq为按照第k组数据对应的线芯电流并按照曲线方程中的点进行计算求得的结果,Δ为步长,两个相邻的采样点对应的数值做差,ΔI=Ik-Ik-1;Ic为线芯电流,Is为护套接地电流,Ia为铠装接地电流;
通过以下公式计算铠装接地电流幅值的变化率与线芯电流幅值的变化率的比值:
Figure FDA0003524888390000022
通过以下公式计算护套接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure FDA0003524888390000023
通过以下公式计算铠装接地电流相位与线芯电流相位差分层度:
Figure FDA0003524888390000024
6.根据权利要求5所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,通过以下公式计算∠(Is-Ic)、∠(Ia-Ic):
Figure FDA0003524888390000031
∠(Ia-Ic)=∠(Ic+Is)-90°-γ
其中,
Figure FDA0003524888390000032
为护套感应电流滞后护套感应电压的角度,γ为铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度。
7.根据权利要求6所述的单芯海缆接地环流故障检测方法,其特征在于,通过以下公式计算线芯电流不同时,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位:
护套感应电流滞后护套感应电压的角度为
Figure FDA0003524888390000033
Figure FDA0003524888390000034
铠装感应电流滞后铠装感应电压的角度为γ,则
Figure FDA0003524888390000035
其中,ω为电角频率;Ls、Rs、La、Ra分别为护套层的自电感、护套层的电阻、铠装层的自电感、铠装层的电阻。
8.一种单芯海缆接地环流故障检测系统,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于实时获取单芯海缆线芯层、护套接地层及铠装接地层各层的电流数据,所述电流数据,包括:幅值和相位信息;
数据计算模块,用于根据各层的电流数据,利用预设数学模型,计算线芯不同电流,所对应的护套和铠装电流的幅值和相位;
曲线方程获取模块,用于通过实时监测不同线芯电流下所对应的护套和铠装的电流幅值和相位,利用预设算法,生成护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程;
判断模块,用于根据护套接地电流幅值、护套接地电流相位、铠装接地电流幅值、铠装接地电流相位分别随线芯电流变化而变化的曲线方程,通过预设样本库,利用预设诊断算法,判断单芯海缆接地环流是否故障。
9.一种终端,其特征在于,包括:至少一个处理器,以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器,其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器执行权利要求1-7任一所述的单芯海缆接地环流故障检测方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一所述的单芯海缆接地环流故障检测方法。
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