基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法技术

本发明专利技术涉及基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法，方法包括以下步骤：步骤1：构建接地线电流样本数据库；步骤2：实现基于正交分解法和小波消噪基础上的接地线阻性分量和电流容性分量的分离；步骤3：基于电缆的首端电流、电压信号幅值、与采集点的相位关系对电缆绝缘劣化点进行判断；步骤4：建立模拟配电网络拓扑结构基础上的故障类型和线路参考数据库；步骤5：构建基于多种类型的电缆绝缘劣化等效参数电路；本发明专利技术具有实现电缆绝缘劣化进行实时监测、建立安全稳定的配电网络、保障生产的高效安全的优点。障生产的高效安全的优点。障生产的高效安全的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法


[0001]本专利技术属于电缆绝缘监测
，具体涉及基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法。

技术介绍

[0002]在我国当前的配电网络建设过程中，树型拓扑结构得到了越来越多的应用，作为配电网络重要构成部件，电缆具有极强的敷设环境适用性，在很大程度上保障了工作人员在电缆通电运行后的安全性，因此在配电网络建设过程中得到了越来越广泛的应用，但是在树形拓扑结构的配电网络中，电缆大部分是工作在变化较大的潮湿环境中的，工作在潮湿环境中的电缆容易产生因挤压而产生局部放电现象，形成由水树枝引发的电树枝，并最终击穿电缆绝缘层，甚至会形成单相接地，形成电弧，并引发事故，严重威胁到配电网络供电的安全性与可靠性，有关统计数据显示，在引发配电网络故障的因素中，由于电缆局部放电引起的故障在所有故障中的占比越来越高，在对配电网络故障的定位与排查过程中，由于供电网络的复杂性和电缆故障的隐蔽性，增加了对电缆故障排查定位与定性的难度，所以，为了保证配电网络的安全运行，在故障还未发生之前及时的发现缺陷，排除隐患，就必本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：步骤1：构建接地线电流样本数据库，并考虑不平衡度和负载波动因素；步骤2：实现基于正交分解法的信号分离和小波消噪基础上的接地线阻性分量和电流容性分量的分离，并充分考虑了微弱信号难以提取的特征，对配电网电缆接地线电流进行收集；步骤3：基于电缆的首端电流、电压信号幅值、与采集点的相位关系对电缆绝缘劣化点进行判断，并充分考虑配网电缆敷设长度不长的特征，采用构建线路π型参数模型，并在与母线距离远近不同的多个点上设置了信号收取装置；步骤4：建立模拟配电网络拓扑结构基础上的故障类型和线路参考数据库，构建了基于曲线相关度、故障类型和支路的三维图，得到大致的电缆绝缘故障范围和具体线路，并实现对潜在高危老化电缆进行判定；步骤5：构建基于多种类型的电缆绝缘劣化等效参数电路，对发生绝缘劣化电缆的相应接地线电流分量的不同与绝缘参数变化之间的关系进行分析。2.如权利要求1所述的基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：为了防止负载波动的干扰，可以利用分布特征点检测法来监测电缆接头老化时的绝缘状态，同时可以对长线路电缆的小区段进行缺陷评估。3.如权利要求1所述的基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法，其特征在于：所述的步骤4具体为：通过对接地线电流时间曲线的分析及相关度系数求解，能够对电缆的老化状态、老化分类进行较为精准的判断，而且判断准确率非常高，无论非对称下降线路还是对称下降线路，通过接地线电流时间曲线相关度系数求解可以精确得到线路绝缘状态的老化程度。4.如权利要求3所述的基于电缆绝缘劣化过程中参数变化的电缆绝缘监测方法，其特征在于：所述的步骤4采用基于PDC法的在运XLPE电缆绝缘状态评估方法，具体包括以下步骤：步骤4.1：基于PDC法老化因子的计算：为定量确定各类极化类型在不同老化程度下的变化趋势，引入了扩展德拜模型对极化和去极化电流进行解谱分析，极化电流i
p
和去极化电流i
d
可以分别表示为：可以分别表示为：式中，i0为电导电流，单位A；t为变化时间，单位s；j为不同极化类型，而XLPE中包含3种类型，j＝1，2，3；α
j
为不同极化类型的拟合系数；τ
j
为不同极化的时间常数，单位s；极化电流i
p
相较于去极化电流i
d
多出了电导电流i0，在不考虑电导电流的情况下，i
p
＝i
d
；电缆在运行过程中受环境的影响会逐渐劣化，其绝缘材料的陷阱密度将随之增加且深度变深，这使得绝缘材料的极化电流和去极化电流也会发生变化，具体地，由于电缆绝缘层中本身存在的载流子分为电子和空穴，因此根据J.G.Simmons理论推导可以得到其等温去极化过程又称为等温松弛过程中因空穴和电子迁移引起的电流为：I
n
＝(qLkT2t)f0(E)N(E)(3)，I
p
＝(qLkT2t)(1
‑
f0(E))N(E)(4)，式中：I
n
、I
p
分别表示电子和空穴产生的电流，单位A；q为元电荷量，单位C；L为绝缘的厚度，单位m；k为波尔兹曼常数；T为绝对温度，单位K；E为能量，单位eV；f0(E)为电子陷阱激发的初
始概率；N(E)为陷阱能级的分布；值得注意的是，对于电子和空穴来说，其激发时要求目前所在能级超过阈值能级E
m
，高于E
m
能级的载流子会从陷阱中逃逸出来，低于E
m
能级的载流子还将留在陷阱中，同时，由于目前仪器并不能分开电子和空穴，因此实际测得的去极化电流i
d
是两种载流子迁移产生的电流之和(I
n
+I
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：施学昭，赵志健，王红雨，成艳龙，李战强，马琨，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司周口供电公司，
类型：发明
国别省市：