基于放电通道的电缆安全预警方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了基于放电通道的电缆安全预警方法、系统及介质，获取第一数据与第二数据；通过通道分析模型对所述第一数据以及所述第二数据进行处理，获得放电通道长度；对所述第一数据、所述第二数据以及所述放电通道长度进行分析处理，获得第一干扰电压与第二干扰电压，所述第一干扰电压为两次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差，所述第二干扰电压为三次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差；判断所述第一干扰电压、所述第二干扰电压分别与动作电压之间的关系，对所述电缆的运行状态进行预警；本发明专利技术的有益效果为减少接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况发生，提高了对地中电缆安全预警的精确度。全预警的精确度。全预警的精确度。

【技术实现步骤摘要】
基于放电通道的电缆安全预警方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及高电压及绝缘
，具体而言，涉及基于放电通道的电缆安全预警方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]当电力系统遭受雷击时，地中电磁场将对二次电缆产生电磁干扰，在电缆屏蔽层上产生较大电流，进而窜入控制室，使监测或控制设备发生误动或拒动而扩大事故，带来巨大的经济损失和社会影响。电力系统操作以及雷电等通过各种途径在发变电站产生的暂态干扰会通过各种耦合方式在二次系统内产生相应的干扰电压。二次系统中的设备，包括继电保护、控制、信号、通讯、检测等的仪器和仪表都属于弱电设备，特别是对电子和微电子装置，其耐压水平和抗干扰能力都比较弱，如不采取措施，可能会影响电力系统的安全可靠运行。近年来，变电站中的电磁兼容问题得到了电力部门的普遍关注。国内外不断开展关于如何限制二次系统内的暂态干扰电压的试验及研究工作，力求从变电站的布置、接地网的结构、二次电缆的屏蔽、接地和走向、二次设备的屏蔽等方面，将二次系统的干扰电压限制到控制和保护器件可以承受的电压水平，从而进一步提高变电站运行的安全和可靠性。
[0003]同时，雷电经接地系统入地后，地中放电通道的产生是土壤放电过程中最为显著的特征，其对接地导体电位分布、空间电磁场、二次电缆芯线上的干扰电压均具有重要影响。但是在现有技术中对地中电缆感应电压进行评估的时候，没有将放电通道长度进行考虑，容易造成接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况频发，导致控制系统出现拒动误动情况。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术，对电缆感应电压评估的时候，没有将放电通道长度进行考虑，容易造成接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况频发，导致控制系统出现拒动误动情况发生，目的在于提供基于放电通道的电缆安全预警方法、系统及介质，能够减少接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况发生，提高了对地中电缆安全预警的精确度。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]基于放电通道的电缆安全预警方法，方法步骤包括：
[0008]获取第一数据与第二数据，所述第一数据为接地装置的环境参数以及性能参数，所述第二数据为电缆所处环境的雷电活动参数；
[0009]通过通道分析模型对所述第一数据以及所述第二数据进行处理，获得放电通道长度；
[0010]对所述第一数据、所述第二数据以及所述放电通道长度进行分析处理，获得第一干扰电压与第二干扰电压，所述第一干扰电压为两次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差，
所述第二干扰电压为三次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差；
[0011]判断所述第一干扰电压、所述第二干扰电压分别与动作电压之间的关系，对所述电缆的运行状态进行预警。
[0012]传统的在对地中电缆感应电压的安全性进行评估的时候，通常都是从变电站的布置、接地网的结构、二次电缆的屏蔽、接地和走向、二次设备的屏蔽等方面，将二次系统的干扰电压限制到控制和保护器件可以承受的电压水平，从而进一步提高变电站运行的安全和可靠性，但是在采用这种方法对电缆感应电压的安全性进行评估的时候，容易造成接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况频发，导致控制系统拒动误动情况出现；本专利技术提供了基于放电通道的电缆安全预警方法，通过将雷击放电产生的通道长度，根据通道长度结合电缆周围环境因素一级电缆性能参数，对电缆感应电压的安全性进行预警评估，减少接地装置近区地中电缆感应电压超过限值情况发生，提高了对地中电缆安全预警的精确度。
[0013]优选地，所述环境参数包括土壤电阻率，所述性能参数包括接地装置的结构位置、地中电缆相对位置尺寸以及接地极与电缆之间的距离。
[0014]优选地，所述雷电活动参数包括落雷次数、落雷电流平均幅值、落雷电流幅值以及落雷电流峰值。
[0015]优选地，所述放电通道长度的具体获得方法包括：
[0016]获取所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值；
[0017]将所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值输入到所述通道分析模型中进行判断，获得放电通道长度。
[0018]优选地，所述通道分析模型包括第一检测层、第二检测层以及第三检测层，具体判断方法为：
[0019]当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第一检测层时，所述放电通道长度的范围为1m～5m，所述第一检测层为所述落雷电流峰值小于等于30kA，且所述土壤电阻率小于等于300Ω
·
m；
[0020]当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第二检测层时，所述放电通道长度的范围为6m～13m，所述第二检测层为所述落雷电流峰值大于等于60kA，且所述土壤电阻率大于等于800Ω
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m；
[0021]当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第三检测层时，所述放电通道长度的范围为4m～9m，所述第三检测层为所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率均不在所述第一检测层与所述第二检测层的区间范围内。
[0022]优选地，所述第一干扰电压与所述第二干扰电压获得的具体步骤为：
[0023]获取所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值；
[0024]判断所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值所处的范围值区域；
[0025]根据所述第一数据、所述第二数据以及所述放电通道长度，计算在该区域下，发生两次雷电有效冲击时的电缆芯皮电位差，获得第一干扰电压，以及发生三次雷电有效冲击时的电缆芯皮电位差，获得第二干扰电压。
[0026]优选地，所述放电通道长度的生长方向与所述电缆水平设置。
[0027]优选地，判断所述第一干扰电压、所述第二干扰电压分别与动作电压之间的关系，
对所述电缆进行预警，具体的判断表达式为：
[0028][0029]U
d
为动作电压，V1为第一干扰电压，V2为第二干扰电压。
[0030]本专利技术还公开了基于放电通道的电缆安全预警系统，包括数据获取模块、放电通道长度计算模块、分析处理模块以及预警判断模块；
[0031]所述数据获取模块，用于获取第一数据与第二数据，所述第一数据为接地装置的环境参数以及性能参数，所述第二数据为电缆所处环境的雷电活动参数；
[0032]所述放电通道长度计算模块，用于通过通道分析模型对所述第一数据以及所述第二数据进行处理，获得放电通道长度；
[0033]所述分析处理模块，用于对所述第一数据、所述第二数据以及所述放电通道长度进行分析处理，获得第一干扰电压与第二干扰电压，所述第一干扰电压为两次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差，所述第二干扰电压为三次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差；
[0034]所述预警判断模块，用于判断所述第一干扰电压、所述第二干扰电压分别与动作电压之间的关系，对所述电缆的运行状态进行预警。
[0035]本专利技术还公开了一种计算机存储介质，其上存储有计算程序，该计算机程序被处理器执行时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于放电通道的电缆安全预警方法，其特征在于，方法步骤包括：获取第一数据与第二数据，所述第一数据为接地装置的环境参数以及性能参数，所述第二数据为电缆所处环境的雷电活动参数；通过通道分析模型对所述第一数据以及所述第二数据进行处理，获得放电通道长度；对所述第一数据、所述第二数据以及所述放电通道长度进行分析处理，获得第一干扰电压与第二干扰电压，所述第一干扰电压为两次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差，所述第二干扰电压为三次雷电有效冲击下的电缆芯皮电位差；判断所述第一干扰电压、所述第二干扰电压分别与动作电压之间的关系，对所述电缆的运行状态进行预警。2.根据权利要求1所述的基于放电通道的电缆安全预警方法，其特征在于，所述环境参数包括土壤电阻率，所述性能参数包括接地装置的结构位置、地中电缆相对位置尺寸以及接地极与电缆之间的距离。3.根据权利要求2所述的基于放电通道的电缆安全预警方法，其特征在于，所述雷电活动参数包括落雷次数、落雷电流平均幅值、落雷电流幅值以及落雷电流峰值。4.根据权利要求3所述的基于放电通道的电缆安全预警方法，其特征在于，所述放电通道长度的具体获得方法包括：获取所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值；将所述土壤电阻率以及所述落雷电流峰值输入到所述通道分析模型中进行判断，获得放电通道长度。5.根据权利要求4所述的基于放电通道的电缆安全预警方法，其特征在于，所述通道分析模型包括第一检测层、第二检测层以及第三检测层，具体判断方法为：当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第一检测层时，所述放电通道长度的范围为1m～5m，所述第一检测层为所述落雷电流峰值小于等于30kA，且所述土壤电阻率小于等于300Ω
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m；当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第二检测层时，所述放电通道长度的范围为6m～13m，所述第二检测层为所述落雷电流峰值大于等于60kA，且所述土壤电阻率大于等于800Ω
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m；当所述落雷电流峰值与所述土壤电阻率处于所述第三检测层时，所述放电通道长度的范...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗东辉，汪康康，李嘉伦，司马文霞，袁涛，周慧莹，谢施君，张榆，张晨萌，曹永兴，穆舟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：