一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统，其方法包括在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号，并分别采集电缆的金属护层两端的电流信号；根据电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流；根据电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置。本发明专利技术的高压单芯电缆短路故障离线测距方法，通过对故障相电缆加电压的方法，测量电缆金属护层中的泄漏电流，并通过对泄漏电流的分析进行故障点测距，无需将将电压升高到故障点再次被击穿，在保证安全性的前提下，提高了测距精度，并适用于金属性故障、高阻故障和闪络性故障的故障点的精确定位，对测试电缆的绝缘电阻无要求。

An off-line fault location method, device and system for short circuit fault of high voltage single core cable

The invention relates to an off-line fault location method, device and system for short-circuit fault of high-voltage single-core cable. The method comprises adding a DC voltage signal between the cable core and the grounded metal sheath, and collecting the current signals at both ends of the metal sheath of the cable, according to the two ends of the metal sheath of the cable. Current signals correspond to determine the leakage current at both ends of the metal sheath of the cable, and the fault location is calculated according to the leakage current at both ends of the metal sheath of the cable. The invention provides an off-line fault location method for short-circuit fault of high voltage single-core cable. By adding voltage to the fault phase cable, the leakage current in the metal sheath of the cable is measured, and the fault point is located by analyzing the leakage current. Without raising the voltage to the fault point and being broken down again, the safety is ensured. It improves the ranging accuracy and is suitable for locating the fault points of metal faults, high resistance faults and flashover faults accurately. It has no requirement for testing the insulation resistance of cable.

【技术实现步骤摘要】
一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统
本专利技术涉及电缆故障测量
，尤其涉及一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统。
技术介绍
当前的离线故障测距方法依据测量原理主要分为3种：1)电桥法。它是将本测电缆终端的故障相和非故障相短接，通过测试故障电缆从测量端到故障点的线路电阻,然后依据电阻率计算出故障距离的故障测距方法或者是测试出电缆故障段与全长段的电压降的比值,再和全长相乘计算出故障距离的一种方法。一般用于测试故障点绝缘电阻在儿十千欧以内的电缆故障的距离，测量误差较大。2)低压脉冲法。主要原理是在电缆一端通过仪器向被测电缆中输入低压脉冲信号，该脉冲沿电缆传播到波阻抗不匹配的故障点包括故障点、电缆终端和中间接头时，该脉冲信号将会产生反射，并返回到测量端由仪器记录下来。通过记录反射信号和发射信号的时间差，就可以测出故障距离。该法具有操作简单、测试精度高等优点，但不能测试高阻故障和闪络性故障。3)高压脉冲法。该法是通过高压信号发生器向被测故障电缆中施加直流高压信号或冲击高压信号，将其故障点瞬间击穿，产生一个电压行波信号，该信号在被测电缆的测量端和故障点之间往返传播，在直流高压发生器的高压端,通过线性分压藕合器接收并换算出该电压行波信号往返一次的时间和脉冲信号的传播速度相乘而计算出故障距离的方法。这种方法的缺点是测试时测距仪器与高压部分有直接的电气连接部分，安全性较差，且对测试设备的技术参数要求较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法、装置及系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法，包括如下步骤：步骤1：在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号，并分别采集电缆的金属护层两端的电流信号；步骤2：根据所述电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流；步骤3：根据所述电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置。本专利技术的有益效果是：本专利技术的高压单芯电缆短路故障离线测距方法，通过对故障相电缆加电压的方法，测量电缆金属护层中的泄漏电流，并通过对泄漏电流的分析进行故障点测距，无需将将电压升高到故障点再次被击穿，在保证安全性的前提下，提高了测距精度，并适用于金属性故障、高阻故障和闪络性故障的故障点的精确定位，对测试电缆的绝缘电阻无要求。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述步骤1中，通过在电缆的金属护层的两端与地之间分别预先设置的电流互感器检测所述电缆的金属护层两端的电流信号。上述进一步方案的有益效果是：通过所述电流互感器可以准确的检测到流过电缆的金属护层两端的电流信号，便于后续根据所述电缆的金属护层两端的电流信号确定泄露电流，进而确定故障点的位置。进一步：所述步骤2具体包括如下步骤：步骤21：对所述电缆的金属护层两端的电流信号进行快速傅里叶变换，得到电缆的金属护层两端的原始信号；步骤22：提取所述原始信号直流分量的幅值，得到所述电缆的金属护层两端的泄露电流IL和IR。上述进一步方案的有益效果是：通过对所述电缆的金属护层两端的电流信号进行快速傅里叶变换和直流分量幅值提取处理，可以去除现在采集到的噪声等干扰信号，使得检测结果更加精确。进一步：所述步骤3中，所述根据所述电缆的金属护层两端泄露电流计算故障点位置的计算公式为：其中，L为电缆长度，RS0为电缆的单位长度金属护层等效电阻，为常数，Rg1和Rg2分别为电缆的金属护层两端接地电阻，IL和IR分别为电缆的金属护层两端的泄露电流，xf为故障点与电缆施加电压位置处之间的距离。上述进一步方案的有益效果是：通过上述公式可以根据前述步骤获取的电缆的金属护层两端的泄露电流以及相关已知参数，准确的计算出故障点与电缆施加电压位置处之间的距离，从而便于准确的确定故障定的精确位置。本专利技术还提供了一种高压单芯电缆短路故障离线测距装置，包括直流电源、两个电流互感器和处理器；所述电源，用于在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号；所述两个电流互感器分别预先对应设置在电缆两端金属护层的两端与地之间，并用于采集电缆的金属护层两端的电流信号；处理器，用于根据所述电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流，并根据所述电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置。本专利技术的有益效果是：本专利技术的高压单芯电缆短路故障离线测距装置，通过电源对故障相电缆加电压的方法，电流互感器测量电缆金属护层中的泄漏电流，并通过处理器对泄漏电流的分析进行故障点测距，无需将将电压升高到故障点再次被击穿，在保证安全性的前提下，提高了测距精度，并适用于金属性故障、高阻故障和闪络性故障的故障点的精确定位，对测试电缆的绝缘电阻无要求。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：进一步：所述的高压单芯电缆短路故障离线测距装置还包括变压器和整流电流，所述电源为交流电源，所述电源的两端分别与所述变压器初级线圈的两端对应电连接，所述变压器的次级线圈的两端分别与所述整流电路的的两个输入端对应电连接，所述整流电路的一个输出端与发生短路故障的电缆一端电连接，另一个输出端接地。上述进一步方案的有益效果是：通过采用交流电源配备变压器，可以调节加载在电缆线芯与金属护层之间的电压大小，便于针对不同的电缆匹配选择合适的变压器匹配合适的电压，通过整流电路将交流电压信号转换为直流电压信号，这样可以避免由于加载在电缆线芯与金属护层之间的的交流信号产生电磁感应，影响泄露电流的检测准确性。进一步：所述变压器为可调变压器。上述进一步方案的有益效果是：通过设置可调变压器，可以针对同一电缆加载不同大小的直流电压信号，进行多次测量，提高测量精度，同时还可以使得整个装置适用不同电缆的故障检测，增强其通用性。进一步：所述处理器根据所述电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流的具体实现为：对所述电缆的金属护层两端的电流信号进行快速傅里叶变换，得到电缆的金属护层两端的原始信号；提取所述原始信号直流分量的幅值，得到所述电缆的金属护层两端的泄露电流IL和IR。上述进一步方案的有益效果是：通过对所述电缆的金属护层两端的电流信号进行快速傅里叶变换和直流分量幅值提取处理，可以去除现在采集到的噪声等干扰信号，使得检测结果更加精确。进一步：所述处理器根据所述电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置的具体计算公式为：其中，L为电缆长度，RS0为电缆的单位长度金属护层等效电阻，为常数，Rg1和Rg2分别为电缆的金属护层两端接地电阻，IL和IR分别为电缆的金属护层两端的泄露电流，xf为故障点与电缆施加电压位置处之间的距离。上述进一步方案的有益效果是：通过上述公式可以根据前述步骤获取的电缆的金属护层两端的泄露电流以及相关已知参数，准确的计算出故障点与电缆施加电压位置处之间的距离，从而便于准确的确定故障定的精确位置。本专利技术还提供了一种高压单芯电缆短路故障离线测距系统，其特征在于：包括无线通讯电路、监控终端和至少一个所述的高压单芯电缆短路故障离线测距装置，所述处理器与所述无线通讯电路电连接，所述无线通讯电路与所述监控终端无线连接。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法，其特征在于,包括如下步骤：步骤1：在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号，并分别采集电缆的金属护层两端的电流信号；步骤2：根据所述电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流；步骤3：根据所述电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置。

【技术特征摘要】
1.一种高压单芯电缆短路故障离线测距方法，其特征在于,包括如下步骤：步骤1：在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号，并分别采集电缆的金属护层两端的电流信号；步骤2：根据所述电缆的金属护层两端的电流信号分别对应确定电缆的金属护层两端的泄露电流；步骤3：根据所述电缆的金属护层两端的泄露电流计算故障点位置。2.根据权利要求1所述的高压单芯电缆短路故障离线测距方法，其特征在于,所述步骤1中，通过在电缆的金属护层的两端与地之间分别预先设置的电流互感器检测所述电缆的金属护层两端的电流信号。3.根据权利要求1所述的高压单芯电缆短路故障离线测距方法，其特征在于,所述步骤2具体包括如下步骤：步骤21：对所述电缆的金属护层两端的电流信号进行快速傅里叶变换，得到电缆的金属护层两端的原始信号；步骤22：提取所述原始信号直流分量的幅值，得到所述电缆的金属护层两端的泄露电流IL和IR。4.根据权利要求1所述的高压单芯电缆短路故障离线测距方法，其特征在于,所述步骤3中，所述根据所述电缆的金属护层两端泄露电流计算故障点位置的计算公式为：其中，L为电缆长度，RS0为电缆的单位长度金属护层等效电阻，为常数，Rg1和Rg2分别为电缆的金属护层两端接地电阻，IL和IR分别为电缆的金属护层两端的泄露电流，xf为故障点与电缆施加电压位置处之间的距离。5.一种高压单芯电缆短路故障离线测距装置，其特征在于：包括直流电源、两个电流互感器和处理器；所述电源，用于在发生短路故障的电缆的线芯与接地的金属护层之间加上直流电压信号；所述两个电流互感器分别预先对应设置在电缆两端金属护层的两端与地之间，并用于采集电缆的金属护层两端的电流信号；处理器，用于根据所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：田智，李文立，李强，杨斌，李明贞，夏湛然，郭浩然，姚星辰，程萌，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司武汉供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11