【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆故障定位，特别涉及一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法。
技术介绍
1、高压电缆在输电和配电系统中起着重要的作用，与架空输电线路相比，高压电力电缆具有安全性高、节省空间、美化城市的优势。电缆在运行时流过线芯的负荷电流会在电缆周围产生交变磁场，当磁场作用到电缆护套时，会在电缆金属护层上产生感应电压。在护层开路时，产生的感应电压的幅值大小与电缆长度和电缆中流过电流的大小成正比。过大的护层感应电压可能会击穿金属护套的外护层，造成安全隐患，因此需要将电缆护层接地以降低护层电位。在施工过程中操作不规范造成电缆结构的损坏和在投运过程中长期处于高温、潮湿等环境中导致电缆进水受潮，威胁电缆的安全运行。高压电缆相比架空输电线路故障率较低，但由于高压电缆大多位于地下，故障定位困难，修复周期长，发生故障的危害要远大于架空线路，且近年来发生的高压电缆故障大多与接地回路或护层缺陷有关，因此对电缆接地回路和护层缺陷进行检测和定位具有重要意义。
2、目前电缆缺陷和故障的识别与定位主要针对的对象是电缆本体，以行波法和阻抗法为主，主要包括脉冲电流测试法、时域反射法、频域反射法和宽频阻抗谱法等。阻抗测距法主要通过测量电缆线路两端的电压和电流值，依据电路发生不正常状态时所反映的阻抗变化来测距，但这是假定线路为均匀传输线且回路阻抗值与到故障点的长度成正比关系，且无法消除不同线路模型、线路参数不平衡不准确、负荷电流等多种因素对于测量精度的影响；脉冲电流法可以检测出高阻故障，但需要施加外部高压击穿故障点，使击穿的故障点产生
3、针对高压电缆金属护层及其接地回路的断裂、破损、锈蚀、接触不良等缺陷缺乏有效带电检测的方法，特别是无法带电检测定位的难题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法，可实现带电条件下对高压电缆接地回路缺陷快速准确的定位，极大地提升高压电缆缺陷检测定位的效率和运行维护的水平。
2、为解决上述技术问题，作为本专利技术的一方面，提供了一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法，其至少包括如下步骤：
3、步骤s10，建立高压电缆交叉互联模型，由三段高压电缆金属护层和两处交叉互联接地装置构成，线路两端金属护层直接接地，中间经过交叉互取后接地；
4、步骤s11，在首段电缆金属护层处采用ct(current transformer，电流互感器)注入扫频信号，同步测量注入端口的宽频响应电流信号；
5、步骤s12，根据响应电流信号和注入电压信号的幅值和相位，计算信号注入端口在不同频率的策动点阻抗，建立电缆护层完好时宽频阻抗谱图；
6、步骤s13，在电缆其中至少一相金属护层存在缺陷时，分别建立护层产生缺陷时与相邻相金属护层完好时宽频阻抗谱图；
7、步骤s14，对输入阻抗实部进行积分变换后，根据电缆护层接地回路宽频抗周期特征定位缺陷位置。
8、优选地，所述步骤s12进一步包括：
9、在高压电缆交叉互联模型的首段金属护层处采用宽频ct注入扫频信号通过接地装置与大地形成回路，其余相金属护层接地；
10、同时测量注入端口的宽频电流响应信号；
11、通过计算电缆金属护层与大地构成传输线模型在不同频率下的策动点阻抗，并通过积分变换将频域阻抗谱转化为空间域的阻抗谱曲线，建立电缆完好时电缆护层接地回路宽频阻抗谱图。
12、优选地，所述步骤s13进一步包括：
13、在电缆其中至少一相金属护层存在缺陷时，分别在高压电缆三相护层处采用宽频ct注入扫频信号；
14、采集注入端口的宽频电流响应信号；
15、通过计算电缆金属护层与大地构成传输线模型在不同频率下的策动点阻抗，并通过积分变换将频域阻抗谱转化为空间域的阻抗谱曲线，分别建立电缆金属护层产生缺陷时与相邻相金属护层完好时的电缆护层接地回路宽频阻抗谱图。
16、优选地，所述步骤s14进一步包括：
17、将测量所得宽频电流响应信号和注入电压信号进行积分变换将频域阻抗谱转化为空间域的阻抗谱曲线后，对其取对数处理，使缺陷处波形有明显的突变点；
18、基于所述突变点，根据电缆护层接地回路宽频抗周期特征定位缺陷位置。
19、优选地，所述步骤s14进一步包括：
20、获得电缆首端输入阻抗利用欧拉公式展开后的输入阻抗实部如下：
21、
22、将re(z(0))看做时间变量函数，函数的等效频率为对其进行傅里叶变换和取对数，经过频谱分析后，通过对比护层接地回路宽频阻抗谱图中的峰值点，以确定缺陷的位置。
23、优选地，进一步包括：
24、在高压电缆末段金属护层处采用宽频ct注入扫频信号，金属护层通过交叉互联接地箱与大地形成回路，并在电缆交叉互联处由于阻抗不匹配发生折反射，通过与电缆护层完好时的护层接地回路宽频阻抗谱对比突变点出现的位置定位缺陷；
25、对于中间段电缆金属护层缺陷定位，在电缆交叉互联处采用宽频ct注入信号，扫频信号向两侧分别与另一交叉互联处接地箱和一端电缆金属护层直接接地处形成回路，分别建立向两端传输的电缆护层回路宽频阻抗谱。
26、实施本专利技术实施例，具有如下的有益效果：
27、本专利技术提供一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法。通过向高压电缆护层与交叉互联接地回路之间通过宽频ct注入扫频信号，利用两相电缆金属护层作为传输线形成回路，测量注入端口的宽频策动点阻抗，并通过积分变换将频域阻抗谱转化为空间域的(长度)阻抗谱曲线，进而根据空间域阻抗谱的突变点或奇异点，并与正常运行情况下的电缆金属护层回路宽频阻抗谱特征进行对比，检测出发生缺陷的位置，实现故障检测和定位，该方法可实现带电条件下对高压电缆接地回路缺陷快速准确的定位，极大的提升高压电缆缺陷检测定位的效率和运行维护的水平。
28、实施本专利技术，可以解决高压电缆护层产生缺陷带来的电网停运风险，快速简便的实现电缆护层缺陷的定位和排除；填补了现有电缆缺陷与故障定位技术的盲区，提高了高压电缆金属护层缺陷检测定位的效率和效果。
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1.一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S13进一步包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S14进一步包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S14进一步包括：
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于护层接地回路宽频阻抗谱的高压电缆护套缺陷定位方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s12进一步包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s13进一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈腾彪，赵伟利，雷达，徐旭辉，罗智奕，胡力广，雷松，吴佳宾，柯淑祯，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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