本发明专利技术涉及放电检测技术领域，公开了基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法及装置。本发明专利技术通过测量获取待测地下电缆的高频特性数据；构建待测地下电缆结构模型；根据该模型利用该高频特性数据计算该电缆的高频衰减总损耗，并根据得到高频衰减总损耗计算值计算高频衰减常数；根据得到的高频衰减常数计算值对定位有实际局部放电位置的电缆样品进行局部放电分析，基于得到的局部放电分析位置和实际局部放电位置的比较结果对该模型进行调整，以获取最优高频衰减常数作为目标高频衰减常数，进而用于对待测地下电缆的局放故障检测。本发明专利技术通过实际测量与建模获得的高频衰减常数来进行地下电缆局放故障检测，能够有效提高局部放电信号分析精度。高局部放电信号分析精度。高局部放电信号分析精度。
【技术实现步骤摘要】
基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法及装置
[0001]本专利技术涉及放电检测
，尤其涉及基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法及装置。
技术介绍
[0002]目前主要通过对监测到的局部放电信号进行分析来实现对电缆故障的定位。局部放电信号是超高频信号，其的高频成分在传播过程中会先被衰减掉，导致信号波峰变小，波宽变大。局部放电信号的高频成分衰减程度决定了局放波的波峰与波宽，而衰减程度又由电缆物理本体的高频衰减常数决定。
[0003]现有技术中，一般都是假定一个高频衰减常数，进而基于该假定的高频衰减常数对地下电缆的局部放电信号进行分析。然而，由于不同地下电缆具有不同的物理结构与材料特性，不同地下电缆的高频衰减常数不同。假定的高频衰减常数经常会偏差较大，从而导致局部放电信号分析结果有很多错误。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法及装置，解决了现有基于假定的高频衰减常数对地下电缆的局部放电信号进行分析的方案存在信号分析精度较差的缺陷的技术问题。
[0005]本专利技术第一方面提供一种基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法，包括：
[0006]步骤S1，获取对待测地下电缆的第一试验样品的高频特性进行测量得到的高频特性数据；
[0007]步骤S2，确定所述待测地下电缆的结构参数，根据所述结构参数构建待测地下电缆结构模型；
[0008]步骤S3，根据当前的待测地下电缆结构模型利用所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的高频衰减总损耗，得到高频衰减总损耗计算值；
[0009]步骤S4，根据得到的高频衰减总损耗计算值计算高频衰减常数；
[0010]步骤S5，根据得到的高频衰减常数计算值对待测地下电缆的第二试验样品进行局部放电分析，得到局部放电分析位置；所述第二试验样品定位有实际局部放电位置；
[0011]步骤S6，计算所述局部放电分析位置和所述实际局部放电位置的差异值，判断所述差异值是否大于预置差异阈值；若是，对当前的待测地下电缆结构模型进行调整，并返回步骤S3；若否，将当前的高频衰减常数计算值作为目标高频衰减常数，执行步骤S7；
[0012]步骤S7，根据所述目标高频衰减常数对所述待测地下电缆进行局放故障检测，得到相应的局放故障检测结果。
[0013]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述根据当前的待测地下电缆结构模型利用所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的高频衰减总损耗，得到高频衰减总损
耗计算值，包括：
[0014]根据当前的待测地下电缆结构模型确定有效接触点距离；所述有效接触点距离为半导体层与地线出现间隙时对应的间隙距离；
[0015]根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的不同材料部分的高频衰减损耗；所述不同材料部分的高频衰减损耗包括导体和地线间的趋肤效应损耗和半导体层的高频衰减损耗；
[0016]将得到的不同材料部分的高频衰减损耗相加得到高频衰减总损耗计算值。
[0017]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的不同材料部分的高频衰减损耗，包括：
[0018]根据所述高频特性数据计算导体和地线的趋肤效应损耗；
[0019]根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算半导体层的高频损耗电流，根据所述高频损耗电流和半导体层电阻部分的电阻参数计算半导体层的高频衰减损耗。
[0020]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算半导体层的高频损耗电流，包括：
[0021]按照下式计算半导体层的高频损耗电流：
[0022][0023]其中：
[0024][0025]式中，I
r1
表示半导体层的高频损耗电流，σ为半导体层的电导率，j为虚部，ω为角频率，ε0为真空介电常量，ε1为半导体层的介电常数，I(x)为沿着地线分布的电流，x表示地线长度，V0为电压幅值，Z
c1
、Z
c
均为高频特性阻抗系数，K1为关于高频特性阻抗系数的比例系数，R
d
为地下电缆的绝缘层的半径，R
c
为地下电缆的导体的半径，C
tl
为分布电导，T为周期，d为有效接触点距离的一半。
[0026]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述对当前的待测地下电缆结构模型进行调整，包括：
[0027]对当前的待测地下电缆结构模型中的所述有效接触点距离进行调大。
[0028]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述预置差异阈值为距离阈值，所述计算所述局部放电分析位置和所述实际局部放电位置的差异值，包括：
[0029]计算所述局部放电分析位置和所述实际局部放电位置之间的距离作为所述差异值。
[0030]根据本专利技术第一方面的一种能够实现的方式，所述局放故障检测结果包括局部放电信号位置和局部放电信号强度，所述方法还包括：
[0031]在所述局部放电信号强度大于预置局部放电信号强度阈值时，输出相应的预警信息；所述预警信息包括相应的局部放电信号位置。
[0032]本专利技术第二方面提供一种基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测装置，包括：
[0033]获取模块，用于获取对待测地下电缆的第一试验样品的高频特性进行测量得到的高频特性数据；
[0034]构建模块，用于确定所述待测地下电缆的结构参数，根据所述结构参数构建待测地下电缆结构模型；
[0035]第一计算模块，用于根据当前的待测地下电缆结构模型利用所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的高频衰减总损耗，得到高频衰减总损耗计算值；
[0036]第二计算模块，用于根据得到的高频衰减总损耗计算值计算高频衰减常数；
[0037]分析模块，用于根据得到的高频衰减常数计算值对待测地下电缆的第二试验样品进行局部放电分析，得到局部放电分析位置；所述第二试验样品定位有实际局部放电位置；
[0038]调整模块，用于计算所述局部放电分析位置和所述实际局部放电位置的差异值，判断所述差异值是否大于预置差异阈值；若是，对当前的待测地下电缆结构模型进行调整，并返回所述第一计算模块；若否，将当前的高频衰减常数计算值作为目标高频衰减常数，执行检测模块；
[0039]检测模块，用于根据所述目标高频衰减常数对所述待测地下电缆进行局放故障检测，得到相应的局放故障检测结果。
[0040]根据本专利技术第二方面的一种能够实现的方式，所述第一计算模块包括：
[0041]确定单元，用于根据当前的待测地下电缆结构模型确定有效接触点距离；所述有效接触点距离为半导体层与地线出现间隙时对应的间隙距离；
[0042]第一计算单元，用于根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的不同材料部分的高频衰减本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取对待测地下电缆的第一试验样品的高频特性进行测量得到的高频特性数据；步骤S2，确定所述待测地下电缆的结构参数，根据所述结构参数构建待测地下电缆结构模型；步骤S3，根据当前的待测地下电缆结构模型利用所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的高频衰减总损耗，得到高频衰减总损耗计算值；步骤S4，根据得到的高频衰减总损耗计算值计算高频衰减常数；步骤S5，根据得到的高频衰减常数计算值对待测地下电缆的第二试验样品进行局部放电分析，得到局部放电分析位置；所述第二试验样品定位有实际局部放电位置；步骤S6，计算所述局部放电分析位置和所述实际局部放电位置的差异值，判断所述差异值是否大于预置差异阈值；若是，对当前的待测地下电缆结构模型进行调整，并返回步骤S3；若否，将当前的高频衰减常数计算值作为目标高频衰减常数，执行步骤S7；步骤S7，根据所述目标高频衰减常数对所述待测地下电缆进行局放故障检测，得到相应的局放故障检测结果。2.根据权利要求1所述的基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法，其特征在于，所述根据当前的待测地下电缆结构模型利用所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的高频衰减总损耗，得到高频衰减总损耗计算值，包括：根据当前的待测地下电缆结构模型确定有效接触点距离；所述有效接触点距离为半导体层与地线出现间隙时对应的间隙距离；根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的不同材料部分的高频衰减损耗；所述不同材料部分的高频衰减损耗包括导体和地线间的趋肤效应损耗和半导体层的高频衰减损耗；将得到的不同材料部分的高频衰减损耗相加得到高频衰减总损耗计算值。3.根据权利要求2所述的基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法，其特征在于，所述根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算所述待测地下电缆的不同材料部分的高频衰减损耗，包括：根据所述高频特性数据计算导体和地线的趋肤效应损耗；根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算半导体层的高频损耗电流，根据所述高频损耗电流和半导体层电阻部分的电阻参数计算半导体层的高频衰减损耗。4.根据权利要求3所述的基于电缆实际特性的地下电缆局放故障检测方法，其特征在于，所述根据所述有效接触点距离和所述高频特性数据计算半导体层的高频损耗电流，包括：按照下式计算半导体层的高频损耗电流：其中：
式中，I
r1
表示半导体层的高频损耗电流，σ为半导体层的电导率，j为虚部，ω为角频率，ε0为真空介电常量，ε1为半导体层的介电常数，I(x)为沿着地线分布的电流，x表示地线长度，V0为电压幅值，Z
c1
、Z
c
均为高频特性阻抗系数，K1为关于高频...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈黠，陈兴尧，邓俊超，冯锦添，李健文，冯国全，李伟杰，钟玉城，苏瑜，申冀湘，许春川，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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