一种电缆故障的诊断方法和系统技术方案

本发明专利技术属于电缆检测技术领域，具体涉及一种电缆故障的诊断方法和系统。在电缆由地上下入地下过程中，对电缆故障进行诊断，包括以下步骤：检测电缆下入地下一端的绝缘电阻值R

【技术实现步骤摘要】
一种电缆故障的诊断方法和系统


[0001]本专利技术属于电缆检测
，具体涉及一种电缆故障的诊断方法和系统。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，智慧油田成为油田发展的新方向；智能测控技术方法应用于石油行业，油田井场上的生产井，其井下工具由原来的纯金属机械结构，逐渐加入了电子器件，实现了井下工具的智能化。对于井下智能工具的测控，技术难度相对低、可靠性较高的控制方式是电缆式也叫有缆式，即由地面控制柜连接一条电缆捆绑于生产管柱外侧，连接于井下智能工具上，用于给井下智能工具提供电能并实现信号双向传输；然而，有缆式智能工具下井过程中，存在电缆易断脱的施工难题，这导致返工会消耗大量人力物力，因此这需要施工人员在管柱和电缆下井过程中，实时监控下井电缆的状态，做到电缆出现问题及时发现，及时解决，这样能进一步提高施工效率、节省成本。
[0003]中国专利申请CN111638424A公开了一种导体电阻法电缆故障预定位装置及定位方法，包括控制器，控制器连接人机信息交互模块、恒流输出模块、直流高压产生模块、电压电流采集模块，电压电流采集模块连接输出切换装置，流输出模块和直流高压产生模块均连接输出切换装置；人机信息交互模块用于设置参数及命令，并发送至控制器；控制器用于控制恒流输出模块或者直流高压产生模块通过输出切换装置输出信号；电压电流采集模块用于采集输出切换装置的输出及反馈信号，并发送至控制器，控制器对数据进行运算处理，得出相关参数反馈至人机信息交互模块。
[0004]中国专利技术专利CN102520316A公开了一种电缆故障点快速精确定位的方法，包括确定检测点，使用数字式绝缘电阻测试仪确定故障线芯、故障线芯间以及各故障线芯与屏蔽钢带间的直流电阻；根据直流电阻确定相应的测量方法确定故障点范围；使用电缆故障定位电源，在故障点范围进一步确定故障点准确位置。
[0005]中国专利技术专利CN110850233A公开了一种电缆故障定位方法和装置，该方法包括：接收机器人返回的图像，所述图像是所述机器人在电缆沟中拍摄得到的；对所述图像进行识别判断地下电缆是否存在故障；当所述地下电缆存在故障时，则读取所述机器人的通信信号强度；根据所述通信信号强度确定所述机器人的位置；根据所述机器人的位置得到所述地下电缆的故障位置。
[0006]电缆的故障检测方法在工厂中或地面上，由于不受施工现场的限制、且电缆的两端均可以检测，故有多种检测方法。而对于一端连接有井下智能工具的电缆，在下井过程中，仅可以检测电缆的一端，故目前仍需要能够应用于现场下井过程中电缆故障检测的专用仪器以及系统的检测方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术主要目的在于提供一种电缆故障的诊断方法和系统，本专利技术方法利用电缆绝缘电阻阻值受环境温度影响的特性，通过对处于变温度场中电缆单端进行测试并对电缆
做出诊断。本专利技术方法简单，可实现在电缆由地上下入地下过程中对其状态的监测，降低电缆下入后故障检修成本，有助于提高施工效率。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种电缆故障的诊断方法，在电缆由地上下入地下过程中，对电缆故障进行诊断，包括以下步骤：电缆下入过程中，下入端与地下设备连接；检测电缆处于地面一端的绝缘电阻值R
c
，计算相同条件下电缆绝缘电阻的理论值R
(t)
；通过比较R
c
与R
(t)
的大小，实现对电缆进行诊断；
[0010]R
(t)
＝R
20
/2
(tmax
‑
20)/10
，其中t
max
为电缆检测时所处环境中的最高温度，R
20
为绝缘电阻在温度20℃时的绝缘电阻值。
[0011]进一步地，所述电缆的结构包括三部分，从里到外依次为导体层、绝缘层和金属结构。
[0012]进一步地，具体诊断方法如下：
[0013]若R
c
在R
(t)
*10
‑
n
‑
R
(t)
*10
n
范围内，则判断为电缆状态正常；
[0014]如R
c
>R
(t)
*10
n
，则判断为电缆导电缆芯断开，绝缘层完好；
[0015]若R
c
<R
(t)
*10
‑
n
则判断为电缆击穿或断裂，导电层和外层金属结构连通。
[0016]进一步地，n取值为2
‑
4。
[0017]进一步地，t
max
的计算公式为：t
max
＝T0+3*(L/100)，其中，T0为地面温度，L为电缆下入地下的深度。
[0018]更进一步地，在检测电缆处于地面一端的绝缘电阻值Rc，将测试表的正极连接电缆的导体层，负极连接电缆的金属结构。
[0019]当同一条电缆处于不同的温度下时，电缆上各个点的温度值不同，其对应位置的绝缘电阻也不同，本专利技术所述方法将整条电缆上的绝缘层视为无数个并联的电阻(如图1所示)，将温度最高点位置处的绝缘电阻值作为整根电缆绝缘电阻的理论值，通过将电缆地面一端检测的绝缘电阻值与电缆绝缘电阻的理论值进行比较，从而对电缆的状态做出诊断。
[0020]本专利技术还提供一种用于电缆故障诊断的系统，其包括输入模块、读取模块、检测模块、处理模块和存储模块；输入模块用于电缆下井时，绝缘电阻检测的间隔距离、下入井的总深度、电缆绝缘电阻R
20
阻值，绝缘电阻正常范围阈值n；读取模块用于读取电缆下入的深度；检测模块用于检测电缆处于地面一端的绝缘电阻值；处理模块用于计算电缆绝缘电阻的理论值R
(t)
，并通过比较R
c
与R
(t)
的大小，做出电缆状态的诊断；存储模块用于存储电缆下入深度和绝缘电阻阻值关系曲线。
[0021]进一步地，所述系统中n取值为2
‑
4，R
(t)
＝R
20
/2
(tmax
‑
20)/10
，其中t
max
为电缆检测时所处环境中的最高温度，R
20
为绝缘电阻在温度20℃时的绝缘电阻值；t
max
的计算公式为：t
max
＝T0+3*(L/100)，其中，T0为地面温度，L为电缆下入地下的深度。
[0022]进一步地，处理模块根据以下标准做出诊断：
[0023]若R
c
在R
(t)
*10
‑
n
‑
R
(t)
*10
n
范围内，则判断为电缆状态正常；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电缆故障的诊断方法，其特征在于，在电缆由地上下入地下过程中，对电缆故障进行诊断，包括以下步骤：电缆下入过程中，下入端与地下设备连接；检测电缆处于地面一端的绝缘电阻值Rc，计算相同条件下电缆绝缘电阻的理论值R
(t)
；通过比较R
c
与R
(t)
的大小，实现对电缆进行诊断；R
(t)
＝R
20
/2
(tmax
‑
20)/10
，其中t
max
为电缆检测时所处环境中的最高温度，R
20
为绝缘电阻在温度20℃时的绝缘电阻值。2.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，所述电缆的结构包括三部分，从里到外依次为导体层、绝缘层和金属结构。3.根据权利要求1或2所述的诊断方法，其特征在于，具体诊断方法如下：若R
c
在R
(t)
*10
‑
n
‑
R
(t)
*10
n
范围内，则判断为电缆状态正常；如R
c
>R
(t)
*10
n
，则判断为电缆导电缆芯断开，绝缘层完好；若R
c
<R
(t)
*10
‑
n
则判断为电缆击穿或断裂，导电层和外层金属结构连通。4.根据权利要求3所述的诊断方法，其特征在于，n取值为2
‑
4。5.根据权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，t
max
的计算公式为：t
max
＝T0+3*(L/100)，其中，T0为地面温度，L为电缆下入地下的深度。6.根据权利要求2所述的诊断方法，其特征在于，在检测电缆处于地面一端的绝缘电阻值Rc，将测试表的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，孟永，古光明，许玲玲，祁辛华，费秀英，唐倩雯，杜玮暄，闫文文，戴超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：