本发明专利技术公开了护层接地故障检测方法、定位方法、检测系统及定位系统，获取参考电流波形；获取各区段的首端电流波形与末端电流波形；将参考电流波作为零相位，并基于首端电流波形与末端电流波形，获得首端护层电流与参考电流的第一相位差，以及末端护层电流与参考电流的第二相位差；采用快速傅里叶变换方法，获得首端护层电流向量与末端护层电流向量；将首端护层电流向量与末端护层电流向量做差值计算，该差值大于预设阈值，则判断该区段存在缺陷；本发明专利技术的有益效果为能够在护层故障发生的第一时间识别故障，并对故障位置进行精确定位；环流监测方法成熟，有效减少高压输电电缆护层故障排查时间，提高线路运行的安全性与稳定性。提高线路运行的安全性与稳定性。提高线路运行的安全性与稳定性。
【技术实现步骤摘要】
护层接地故障检测方法、定位方法、检测系统及定位系统
[0001]本专利技术涉及电缆护层接地故障
，具体而言，涉及护层接地故障检测方法、定位方法、检测系统及定位系统。
技术介绍
[0002]目前，电力电缆的护层故障定位与测距方法可分为在线定位与离线定位方法，传统的离线定位方法主要是综合应用电桥法、声磁同步法、跨步电压法等。电桥法：该方法是利用电桥原理，通过计算接地电缆的电阻进行故障测距。但该方法因抗干扰能力差，不适用于护层故障测距。声磁同步法：该方法使用高压设备使电缆故障点击穿放电，利用接收器记录放电声音，并用磁场信号对其进行同步，通过分析声音波形或耳机对故障进行测距和定点。但该方法需要探测故障点产生的声音信号，而护层故障的多数故障点不产生声音信号，因此不适应护层故障定点。
[0003]传统的定点方法“跨步电压法”，如中国专利200410035595.0公开的“直敷式电缆护层故障的定向与定位测量方法及其测量装置”，一般是通过高压冲击信号发生器向电缆的金属护层和大地之间施加一个毫秒级的冲击电压信号，或者是注入一个周期为十几秒的直流断续信号，在地面探测该信号，通过直接判断信号电压的极性和幅值，来确定电流方向和具体位置。该冲击电压法是靠电容储能后直接施加到电缆上，当故障电阻比较小时，会产生很大的毫秒级的冲击电流信号。当故障电阻比较大时，冲击电流小，毫秒级微弱的信号会容易被环境噪声淹没，探测响应范围小。长周期的直流信号注入法，容易受地电位漂移的影响，调零困难，探测响应范围小。
[0004]近年来各研究单位、机构提出的输电电缆护层故障在线定位方法往往难以实现精确定点，在申请号：201910639275.2的中国专利申请中，涉及到一种高压电缆护套环流监测装置及故障定位方法，只能定位到某一段电缆，而不能迅速准确地定位到故障点，且在传统的输电电缆接地故障的查找中往往需要停电处理，增加了线路的计划停电时间且故障查找费时费力，效率有待提高。
[0005]有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是如何实现现有技术中，在对电缆故障进行排查的时候，需要进行停电处理，且检测的精准度不高，目的在于提供护层接地故障检测方法、定位方法、检测系统及定位系统，能够实现在带电的情况下对电缆护层出现故障的地方进行精准定位以及判断。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]护层接地故障检测方法，应用于包含n个区段的高压输电电缆护层中，检测方法步骤包括：
[0009]S1：获取参考电流的波形，所述参考电流为同通道中主供线路主芯电流；
[0010]S2：选择任意一个区段，并分别获取该区段每个交叉互联回路的首端电流波形与末端电流波形，所述首端电流波形为交叉互联回路中来电侧方向的电流波形，所述末端电流波形为交叉互联回路中受电侧方向上的电流波形，所述区段为三段电缆线路护层经过两次交叉互联换位形成的连续性护层整体，且每个所述区段包含三个交叉互联的护层回路；
[0011]S3：选择任意一个交叉互联回路，并将参考电流波作为零相位，基于首端电流波形与末端电流波形，获得首端护层电流与参考电流的第一相位差，以及末端护层电流与参考电流的第二相位差；
[0012]S4：采用快速傅里叶变换方法，获得首端电流有效值与末端电流有效值，并结合第一相位差与第二相位差，获得首端护层电流向量与末端护层电流向量，遍历所有的交叉互联回路，获得首端三个护层电流向量以及末端三个护层电流向量；
[0013]S5：将首端三个护层电流向量与对应末端护层电流向量做差值计算，并判断该差值是否大于预设阈值，若大于，则该区段存在故障；否则，遍历所有区段，并重复执行步骤S1
‑
S4，直到检测出具有故障的区段。
[0014]传统的检测护层故障方法，往往都是采用停电，并对停电的线路依次去查询发生的故障，采用这种方法对故障进行判断，往往会费时费力，且检测的效率低，精准度不高，本专利技术提供了护层接地故障检测方法，通过获取回路上首端电流波形以及末端电流波形，并依据电流波形之间的相位差的特性来对具体出现故障的回路进行判断，实现了在带电情况下，对电路中出现故障的线路端进行精准检测的方法。
[0015]优选地，所述预设阈值为根据正常运行条件下护层电流大小设定的整定值。
[0016]优选地，所述每个区段包含A
‑
B
‑
C回路、B
‑
C
‑
A回路以及C
‑
A
‑
B回路，或A
‑
C
‑
B回路、B
‑
A
‑
C回路以及C
‑
B
‑
A回路。
[0017]护层接地故障定位方法，采用如上检测到具有故障的区段对具体故障位置进行定位，定位方法步骤包括：
[0018]获取故障区段在出现故障前的回路电流、出现故障后的首端电流以及末端电流；
[0019]基于故障前回路电流、故障后的首端电流以及故障后的末端电流，计算获取故障距离与交叉互联单元总长度的比值，并基于该比值，获得在交叉互联单元总长度上发生故障的具体位置。
[0020]传统地对故障进行定位的方法，往往都是判断到发生故障的一段线路内，但是对于具体发生故障在哪一个点位，无法进行精准定位，本专利技术提供了护层接地故障定位方法，规避了感应电压以及过渡电阻带来的影响，通过对输电电缆交叉互联单元首末端环流进行监测，能够在护层故障发生的第一时间识别故障，并对故障位置进行精确定位。
[0021]优选地，所述故障测距公式：
[0022][0023]α为故障距离与交叉互联单元总长度的比值；R1为首端接地电阻，R2为末端接地电阻；R
e
为大地漏电阻；Z
L
为交叉互联单元护层总阻抗；I1为故障后的首端电流，I2为故障后的末端电流，I
si
为故障前的回路电流，i＝1或2或3。
[0024]优选地，所述Z
L
具体表达式为：
[0025]Z
L
＝(R+jX)L
[0026]R为护层单位长度的电阻，X为护层单位长度感抗。
[0027]优选地，所述R的具体表达式为：
[0028][0029]ρ
20
为护层金属材料20℃时的电阻率；k为护层金属材料的温度系数；θ为护层温度；A为护层截面积。
[0030]优选地，所述X的具体表达式为：
[0031][0032]De为大地等值深度；r为金属护层平均几何半径。
[0033]护层接地故障检测系统，包括第一波形获取模块、第二波形获取模块、第一计算模块、第二计算模块以及判断模块；
[0034]所述第一波形获取模块，用于获取参考电流波形，所述参考电流为同通道中主供线路主芯电流；
[0035]所述第二波形获取模块，用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.护层接地故障检测方法，其特征在于，应用于包含n个区段的高压输电电缆护层中，检测方法步骤包括：S1：获取参考电流的波形，所述参考电流为同通道中主供线路主芯电流；S2：选择任意一个区段，并分别获取该区段每个交叉互联回路的首端电流波形与末端电流波形，所述首端电流波形为交叉互联回路中来电侧方向的电流波形，所述末端电流波形为交叉互联回路中受电侧方向上的电流波形，所述区段为三段电缆线路护层经过两次交叉互联换位形成的连续性护层整体，且每个所述区段包含三个交叉互联的护层回路；S3：选择任意一个交叉互联回路，并将参考电流波作为零相位，基于首端电流波形与末端电流波形，获得首端护层电流与参考电流的第一相位差，以及末端护层电流与参考电流的第二相位差；S4：采用快速傅里叶变换方法，获得首端电流有效值与末端电流有效值，并结合第一相位差与第二相位差，获得首端护层电流向量与末端护层电流向量，遍历所有的交叉互联回路，获得首端三个护层电流向量以及末端三个护层电流向量；S5：将首端三个护层电流向量与对应末端护层电流向量做差值计算，并判断该差值是否大于预设阈值，若大于，则该区段存在故障；否则，遍历所有区段，并重复执行步骤S1
‑
S4，直到检测出具有故障的区段。2.根据权利要求1所述的护层接地故障检测方法，其特征在于，所述预设阈值为根据正常运行条件下护层电流大小设定的整定值。3.根据权利要求2所述的护层接地故障检测方法，其特征在于，每个所述区段包含A
‑
B
‑
C回路、B
‑
C
‑
A回路以及C
‑
A
‑
B回路，或A
‑
C
‑
B回路、B
‑
A
‑
C回路以及C
‑
B
‑
A回路。4.护层接地故障定位方法，其特征在于，采用如权利要求1～3任一一个检测到具有故障的区段对具体故障位置进行定位，定位方法步骤包括：获取故障区段在出现故障前的回路电流、出现故障后的首端电流以及末端电流；基于故障前回路电流、故障后的首端电流以及故障后的末端电流，计算获取故障距离与交叉互联单元总长度的比值，并基于该比值，获得在交叉互联单元总长度上发生故障的具体位置。5.根据权利要求4所述的护层接地故障定位方法，其特征在于，所述故障测距公式：α为故障距离与交叉互联单元总长度的比值；R1为首端接地电阻，R2为末端接地电阻；R
e...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠林，丁玉琴，腾小军，苟杨，胡勇，饶显杰，徐浩，杨永鹏，
申请(专利权)人：丁玉琴腾小军苟杨胡勇饶显杰徐浩杨永鹏，
类型：发明
国别省市：
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