CN116520072A - 电缆故障定位方法及设备 - Google Patents

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CN116520072A CN202310098480.9A CN202310098480A CN116520072A CN 116520072 A CN116520072 A CN 116520072A CN 202310098480 A CN202310098480 A CN 202310098480A CN 116520072 A CN116520072 A CN 116520072A
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Abstract

本申请是关于一种电缆故障定位方法及设备。属于供电电缆技术领域，该方法包括：获取电缆中若干监测点的电流的波形；并分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。本申请提供的方案，能够根据电缆线路工频电压电流的固有特性；通过获取监测点电流的波形，基于波形相位差分析出故障线段。无需通过大量的人力物力即能够快速便捷的判断出电缆中出现故障的区间，极大的提高了检测维修成本。

Description

电缆故障定位方法及设备
技术领域
本申请涉及供电电缆技术领域，尤其涉及电缆故障定位方法及设备。
背景技术
随着输电线路电力设施的建设快速发展，运营规模逐渐扩大，对供电系统的稳定性、可靠性、安全性的要求也越来越迫切。供电系统的所有一次测设备在使用运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发送短路等故障、一些早期铺设的电缆现在也陆续到了正常实用年限，电缆的绝缘问题将会日益严峻。当前电缆线芯短路故障时有发生，严重影响我们的供电网络稳定性，同时由于不少电缆线路采用埋地处理，且整个线路长度几公里到十几公里不等，为后续的线路修复增加了极大的难度。虽然将长距离的电缆线路分隔成若干段，通过逐段排查的方式来寻找故障点，但该方式需要投入大量的人力物力对路线进行对线路进行巡查、定位故障、和排除故障。
因此需要一种电缆故障定位方法以便捷快速的定位出故障区间，便于维修人员高效的针对故障进行处理维修。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电缆故障定位方法，该电缆故障定位方法，能够便捷快速的定位出故障区间，便于维修人员高效的针对故障进行处理维修。
本申请第一方面提供一种电缆故障定位方法，包括以下步骤：
获取电缆中若干监测点的电流的波形；
分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；
对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
在一种实施方式中，所述获取电缆中若干监测点的电流的波形包括：
获取电缆中若干监测点的电流波形，并进行过零同步标志。
在一种实施方式中，所述预设相位差的范围为120-180度。
在一种实施方式中，所述相邻监测点间的距离范围为500-550m。
本申请第二方面提供一种电缆故障定位设备，所述电缆故障定位设备包括若干接地监测装置和后台终端；所述接地监测装置与所述后台终端通讯连接；
所述接地监测装置包括：
波形获取单元，用于获取电缆中监测点的电流的波形；
主控单元，用于控制波形获取单元进行获取监测点的电流的波形以及对所述波形进行过零同步标志；
所述后台终端包括计算单元和判断单元；
所述计算单元，用于分别计算获取相邻两个监测点的波形的相位差；
所述判断单元，用于判断对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
在一种实施方式中，所述接地监测装置还包括供电单元，所述供电单元为所述接地监测装置进行充放电以及供电保护。
在一种实施方式中，所述接地监测装置还包括通信单元，所述通信单元用于将所述接地监测装置的数据上传至所述后台终端。
在一种实施方式中，所述接地监测装置还包括故障触发单元，所述故障触发单元用于当监测点的电流波形过零时，触发过零同步标志。
在一种实施方式中，所述接地监测装置还包括定位单元，所述定位单元能够将所述接地监测装置的位置信息发送至所述后台终端。
在一种实施方式中，每一所述监测点设置至少一个所述接地监测装置。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请通过获取电缆中若干监测点的电流的波形；并分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；对比相位差是否大于预设相位差，若相位差大于预设相位差，确定为故障相位差，故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障，从而定位出出现电缆故障的路段。
本申请根据电缆线路工频电压电流的固有特性；通过获取监测点电流的波形，基于波形相位差分析出故障路段。无需通过大量的人力物力即能够快速便捷的判断出电缆中出现故障的区间，极大的提高了检测维修成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的电缆故障定位方法的流程示意图；
图2是本申请实施例示出的电缆故障定位设备的结构示意图；
图3是本申请实施例二示出的接地监测装置的布置示意图；
图4是本申请实施例二示出的接地监测装置的波形示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
随着输电线路电力设施的建设快速发展，运营规模逐渐扩大；对供电系统的稳定性、可靠性、安全性的要求也越来越迫切。供电系统的所有一次测设备在使用运行过程中由于外力、绝缘老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因会发送短路等故障、一些早期铺设的电缆现在也陆续到了正常实用年限，电缆的绝缘问题将会日益严峻。当前电缆线芯短路故障时有发生，严重影响我们的供电网络稳定性，同时由于不少电缆线路采用埋地处理，且整个线路长度几公里到十几公里不等，为后续的线路修复增加了极大的难度。虽然将长距离的电缆线路分隔成若干段，通过逐段排查的方式来寻找故障点，但该方式需要投入大量的人力物力对路线进行对线路进行巡查、定位故障、和排除故障。
针对上述问题，本申请实施例提供一种一种电缆故障定位方法以便捷快速的定位出故障区间，便于维修人员高效的针对故障进行处理维修。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
图1是本申请实施例示出的电缆故障定位方法的流程示意图。
参见图1，
本申请实施例的电缆故障定位方法包括以下步骤：
S101获取电缆中若干监测点的电流的波形；
本申请实施例的电缆故障定位方法在所要监测的电缆路线中设置若干监测点，并获取若干监测点的电流的波形。
本申请实施例监测点的设置间距不进行限制，示例性的，监测点的间距范围为500-550m。示例性的，相邻两个监测点间隔500m，本申请以50HZ工频信号波传输为例，电磁波的传输满足公式v为传播速度，v＝3*108m/s，故50HZ工频信号波的波长为6*106m，相邻两个监测点间隔500m，监测点上设置有接地监测装置，同一个波形经过两个相邻接地监测装置的时间差为1.67us，实际相位差0.0306度，因此该时间差对实际相位影响可忽略不计。
S102分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；
在分别获取相邻两个监测点的波形的相位差之前还包括对波形进行过零同步标志，即获取电缆中若干监测点的电流的波形，在波形过零时进行过零同步标志。
由于相邻两个监测点的接地监测装置会存在时钟的误差，例如当北京时间8:00:00。其中一接地监测装置内部的时钟记录可能是8:00:01，另一台接地监测装置内部的时钟记录是7:59:58。这种时间误差导致不同接地监测装置的数据无法进行正确对比获取相位差。
因此本申请实施例进行过零同步标志，即本申请过零同步标志监测点的波形过零时，接地监测装置的计数器清零重新标记，以使得不同接地监测装置的数据以过零位置进行对比获取相位差。
S103对比相位差是否大于预设相位差，若相位差大于预设相位差，确定为故障相位差，故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
进一步的，本申请实施例的预设相位差的范围为120度-180度，即相邻两个监测点的波形的相位差大于120度，则相位差可确定为故障相位差，而产生该故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
本申请实施例的有益效果：本申请获取电缆中若干监测点的电流的波形；
并分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；
对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
本申请根据电缆线路工频电压电流的固有特性；通过获取监测点电流的波形，基于波形相位差分析出故障线段。无需通过大量的人力物力即能够快速便捷的判断出电缆中出现故障的区间，极大的提高了检测维修成本。
实施例二
与前述应用功能实现方法实施例相对应，本申请还提供了一种电缆故障定位设备及相应的实施例。
图2是本申请实施例示出的电缆故障定位设备的结构示意图；
图3是本申请实施例二示出的接地监测装置的布置示意图；
图4是本申请实施例二示出的接地监测装置的波形示意图。
参见图2至图4。
本申请实施例的电缆故障定位设备包括若干接地监测装置100和后台终端200；若干接地监测装置100与后台终端200通讯连接；
本申请实施例的若干接地监测装置100的数量不进行限制，依据实际应用设置即可，即依据电缆传输长度规划监测点，并在监测点上设置接地监测装置100。
本申请实施例的接地监测装置100包括：
波形获取单元102，用于获取电缆中监测点的电流的波形；
主控单元101，用于控制波形获取单元102进行获取监测点的电流的波形以及对波形进行过零同步标志。
因此本申请实施例的接地监测装置100能够快速采集到对应监测点的2-3周期的电缆的电流的波形。
进一步的，本申请实施例设置接地监测装置100之间的间距为500-500m。
以50HZ工频信号波传输为例，电磁波的传输满足公式v为传播速度，v＝3*108m/s，故50HZ工频信号波的波长为6*106m，相邻两个监测点间隔500m，监测点设置有接地监测装置100，同一个波形经过两个相邻接地监测装置100的时间差为1.67us，实际相位差0.0306度，因此该时间差对实际相位影响可忽略不计。
后台终端200包括计算单元201和判断单元202；
计算单元201，分别计算获取相邻两个监测点的波形的相位差；
判断单元202，用于判断对比相位差是否大于预设相位差，若相位差大于预设相位差，确定为故障相位差，故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
接地监测装置100还包括供电单元103，供电单元103为接地监测装置100进行充放电以及供电保护。
接地监测装置100还包括通信单元104，通信单元104用于将接地监测装置100的数据上传至后台终端200。
接地监测装置100还包括故障触发单元105，故障触发单元105用于当监测点的电流波形过零时，触发过零同步标志。
接地监测装置100还包括定位单元106，定位单元106能够将接地监测装置100的位置信息发送至后台终端200。
进一步的，接地监测装置100还包括时钟单元107，用于接地监测装置100时间的记录。
每一监测点设置至少一个接地监测装置100，即每个监测点可设置一个接地监测装置100或者多个接地监测装置100，多个接地监测装置100分别与相邻接地监测装置100进行相位差的判断分析能够更为准确的判断出相应路段是否出现电缆故障。
示例性的，以50HZ工频信号波为例，以500m为间距设置接地监测装置100，示例性的，本申请实施例设置4个接地监测装置100，如图3所示，包括一号接地监测装置100、二号接地监测装置100、三号接地监测装置100及四号接地监测装置100，本申请实施例的接地监测装置100能够获取2-3周期的电流的波形，电磁波的传输满足为传播速度，v＝3*108m/s，故50HZ工频信号波的波长为6*106m，相邻两个监测点间隔500m，同一个波形经过两个相邻接地监测装置100的时间差为1.67us，该时间差对实际相位影响可忽略不计。
但由于相邻两个监测点的接地监测装置100会存在时钟的误差，例如北京时间8:00:00。其中一接地监测装置100内部的时钟记录可能是8:00:01，另一台接地监测装置100内部的时钟记录是7:59:58。这种时间误差导致不同接地监测装置100的数据无法进行正确对比获取相位差。
因此本申请实施例进行过零同步标志，即本申请过零同步标志监测点的波形过零时，接地监测装置100的计数器清零重新标记，以使得不同接地监测装置100的数据以过零位置进行对比获取相位差。
当电缆路线中无故障时，接地监测装置100分别获取监测点的电流的波形，并将波形的数据通过通信模块上传至后台终端200。
故障判定，当两个接地监测装置100之间发生电缆故障时，接地监测装置100能快速采集到到对应的2-3周期的波形。若二号接地监测装置100和三号接地监测装置100采集到的波形相位差超过120度，一号接地监测装置100和二号接地监测装置100的波形相位相同，三号接地监测装置100和四号接地监测装置100波形相位相同。可判定为短路故障点发生在二号接地监测装置100和三号接地监测装置100之间，由于同一个波形经过两个相邻接地监测装置100的时间差为1.67us，该时间差对实际相位影响可忽略不计。从而能够准确定位出故障出现的位置而不受时间精度的影响，实用性强。
附图4中，波形1为三号接地监测装置100和四号接地监测装置100波形2为一号接地监测装置100和二号接地监测装置100采集到的波形。
本申请实施例的有益效果：本申请实施例电缆故障定位设备，电缆故障定位设备包括若干接地监测装置和后台终端；若干接地监测装置与后台终端通讯连接；接地监测装置包括：波形获取单元，用于获取电缆中监测点的电流的波形；主控单元，用于控制波形获取单元进行获取监测点的电流的波形以及进行过零同步标志，便于能够正确的对比计算出相位差，
后台终端包括计算单元和判断单元；计算单元，分别计算获取相邻两个监测点的波形的相位差；
判断单元，用于判断对比相位差是否大于预设相位差，若相位差大于预设相位差，确定为故障相位差，故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
本申请通过若干接地监测装置获取监测点电流的波形，后台终端基于波形相位差分析出故障线段。无需通过大量的人力物力即能够快速便捷的判断出电缆中出现故障的区间，极大的提高了检测维修成本。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种电缆故障定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取电缆中若干监测点的电流的波形；
分别获取相邻两个监测点的波形的相位差；
对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
2.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于：
所述获取电缆中若干监测点的电流的波形包括：
获取电缆中若干监测点的电流的波形，并进行过零同步标志。
3.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于：
所述预设相位差的范围为120-180度。
4.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于：
所述相邻监测点间的距离范围为500-550m。
5.一种电缆故障定位设备，其特征在于，所述电缆故障定位设备包括若干接地监测装置和后台终端；若干所述接地监测装置与所述后台终端通讯连接；
所述接地监测装置包括：
波形获取单元，用于获取电缆中监测点的电流的波形；
主控单元，用于控制波形获取单元进行获取监测点的电流的波形以及对所述波形进行过零同步标志；
所述后台终端包括计算单元和判断单元；
所述计算单元，用于分别计算获取相邻两个监测点的波形的相位差；
所述判断单元，用于判断对比所述相位差是否大于预设相位差，若所述相位差大于所述预设相位差，确定为故障相位差，所述故障相位差相应的两个监测点间存在电缆故障。
6.根据权利要求5所述的电缆故障定位设备，其特征在于：
所述接地监测装置还包括供电单元，所述供电单元为所述接地监测装置进行充放电以及供电保护。
7.根据权利要求5所述的电缆故障定位设备，其特征在于：
所述接地监测装置还包括通信单元，所述通信单元用于将所述接地监测装置的数据上传至所述后台终端。
8.根据权利要求5所述的电缆故障定位设备，其特征在于：
所述接地监测装置还包括故障触发单元，所述故障触发单元用于当监测点的电流波形过零时，触发过零同步标志。
9.根据权利要求5所述的电缆故障定位设备，其特征在于：
所述接地监测装置还包括定位单元，所述定位单元能够将所述接地监测装置的位置信息发送至所述后台终端。
10.根据权利要求5所述的电缆故障定位设备，其特征在于：
每一所述监测点设置至少一个所述接地监测装置。
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