【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆绝缘故障诊断，具体地说，涉及一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法。
技术介绍
1、（1）基于运行电流和护层环流的电缆绝缘故障识别定位方法，需要同时测量电缆的运行电流和护层接地环流，通过故障录波的方式还原故障发生时的运行电流瞬态变化，判断故障相；再用故障相的接地环流判断所处的段落。只能定位到段落，仍需要人工巡检找出故障位置，且所需设备较多。
2、（2）采用行波测距进行故障定位的方法，利用故障发生瞬时的电压波动和时域分析算法，在已知线路长度的条件下，根据故障行波到达线路两端监测设备的时间差来计算故障发生位置。该方法需要专用的行波测距设备，成本较高，且该方法依靠瞬态的异常电流检测，易受雷击、线路投退时电流突变的影响，从而产生误告警。
3、（3）基于护层环流和测试信号的电缆绝缘故障定位方法，护层环流只是用来判断是否发生绝缘故障，需要通过额外的脉冲信号发生器和信号处理装置，通过时域分析方法来进行故障定位。理论上定位较为准确，也不需要依赖于故障瞬时的电流或电压波形，但使用的设备仪器较多，成本较高，且需要在电缆护层施加额外信号，只能离线检测。
4、（4）基于双端电气量的电缆绝缘故障在线定位方法，首先需要根据三相电缆分布参数建立等效电路模型，推导出电缆传输方程，再根据电缆两端的线芯电流和护层环流加以计算，理论上可以计算到具体故障点位，但受电缆类型、材质、铺设方式等多种影响因素，参数多且不易确定，计算误差较大。
5、目前的电缆绝缘故障定位方法均无法定位到准确的故障点，只能
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足之处，本专利技术要解决的技术问题是提出一种简单可行、经济实用、设备数量少、抗干扰能力强的电缆绝缘故障判断和定位方法。
2、(1)缩小电缆绝缘故障定位的范围
3、通过在终端屏蔽层接地线和中间交叉互联处的接地环流数值，可判断是否发生电缆绝缘故障。根据各个监测点的接地环流数值对比，还能判断故障点接近某一个接地箱，可定位到交叉互联的1/6线路；
4、(2)用简单经济的方法实现故障定位
5、设计一种基于接地环流有效值的判断方法，通过电缆金属屏蔽层线路上的不同测量点的接地环流数值比较，实现电缆绝缘故障的定位。不需要额外的监测参数，降低计算复杂程度，减少设备用量。
6、本专利技术采用技术方案的基本构思是：
7、一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法,包括如下步骤：
8、s1：将三相单芯交叉互联接地电缆的接地环流在线监测系统模型，设计接地环流在线监测系统，在电缆两端的直接接地线和中间的交叉互联线处设置接地环流监测装置；o点、l3点为直接接地点位置，l1点和l2点为交叉互联节点位置；
9、s2：模型中假设三段长度相等，段落编号为m、n、k，各段长度均为l，且三相负荷电流相同，忽略实际工程应用中的三相不平衡和三段长度不相等带来的影响，且模型应用中均用近似值替代精确计算；
10、s3：取其中1条屏蔽层接地回路进行研究，如a1+b2+c3段，这三段的金属屏蔽层逐段连接，并与两端的直接接地线构成一条完整的通路；接地环流监测传感器为#1、#4、#9、#12，分别监测4个位置的电流数值；从o点开始，4个传感器监测的接地环流分别用i1s、i2s、i3s和i4s表示；
11、s4：根据三相交叉互联接地方式的感应电压曲线，在l1和l2点处的感应电压最大（为usm），电缆线路两端，即o点和l3点的感应电压为零；
12、s5：绘制故障接地情况下的等效电路，r0为直接接地电阻，r1为故障接地电阻，均为固定值；rs为线路上的金属屏蔽层电阻，xs为线路上的金属屏蔽层电感，rg为大地回路的电阻，均为与线路长度有关的函数；将其合并后记为线路阻抗zs=rs+xs+rg，近似地，，a为单位长度的线路阻抗，直接接地点至故障接地点的距离；整个环路的阻抗为r0+r1+zs；
13、s6：在故障接地点接近直接接地点o时，由于很小，则zs趋近于0，即zs<<r0+r1，忽略zs的影响，线路阻抗接近于固定值；
14、s7：在故障接地点处于段落m时，l3、l2、l1和故障接地点f处于同一回路，故l3、l2、l1处的接地环流数值相等，即i2s=i3s=i4s；
15、s8：当故障接地点f处于段落m且远离o点时，环路长度增大，则zs线性增加，当zs>>r0+r1时，可忽略接地电阻，即环路阻抗r0+r1+zs≈zs，近似为的线性函数；则o点的接地环流，为一固定值；当故障接地点f趋近于l1-时，有=l，us=usmax，zs=a*l，则i1s(l1-)=usmax/(a*l)=ismax；据此得到故障节点f趋近于l1-时，i1s的特征值和变化趋势图；
16、s9：当故障接地点f趋近于l1-时，l3、l2、l1与f处于同一条支路，且us=usmax，则i2s(l1-)=i3s(l1-)=i4s(l1-)=us(l1-)/zs(l1-)=usmax/(a*2l)=ismax/2，这样，就得到故障接地点趋近于l1-时，其他三个监测点的另一组特征值；
17、s10：当故障接地点f位于l1右侧，即f趋于l1+时，o点、l1点和f点处于同一回路，且回路i的线路长度为l，回路ii的线路长度为2l；i1s(l1+)=i2s(l1+)=usmax/zs=usmax/(a*l)=ismax；l3点、l2点和f点处于同一条支路，i3s(l1+)=i4s(l1+)=usmax/zs=usmax/(a*2l)=ismax/2；这样就得到故障接地点趋近于l1+时，四个监测点的一组特征值；
18、s11：当故障接地点f位于l2左侧，即f趋于l2-时，o点、l1点和f点处于同一回路，且回路i的线路长度为2l，回路ii的线路长度为l；i1s(l2-)=i2s(l2-)=usmax/zs=usmax/(a*2l)=ismax/2；l3点、l2点和f点处于同一条回路，i3s(l2-)=i4s(l2-)=usmax/zs=usmax/(a*l)=ismax；这样就得到故障接地点趋近于l2-时，四个监测点的一组特征值；
19、s12：当故障接地点f位于l2右侧，即f趋于l2+时，o点、l1点、l2点和f点处于同一回路，且回路i的线路长度为2l，回路ii的线路长度为l；i1s(l2+)=i2s(l2+)=i3s(l2+)=usmax/zs=usmax/(a*2l本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述S4中电缆中间点M的感应电压为。
3.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述S6中故障点的感应电压是与距离有关的线性函数，即，此时US趋近于0，则接地环流I1S趋近于0，且
4.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述S7中当故障接地点F接近于O点时，US趋近于0，则I2S=I3S=I4S≈0，这样就得到 =0时I2S、I3S和I4S的特征值。
5.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当I2S=I3S=I4S>>0，且I2S=I3S=I4S≈1/2I1S时，可判断故障接地点位于段落m，且靠近L1点一侧。
6.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当I1S=I2S≈2*I3
7.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当I3S=I4S≈2*I1S=2*I2S时，可判断故障接地点位于段落n，且靠近L2点一侧。
8.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当I1S=I2S=I3S>>0，且I1S=I2S=I3S≈1/2*I4S时，可判断故障接地点位于段落k，且靠近L2点一侧。
9.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当I4S>>I1S=I2S=I3S，且I1S=I2S=I3S≈0时，可判断故障接地点位于段落k，且靠近L3点一侧；当I1S=I2S=I3S=I4S>>0时，可判断故障接地点位于线路中间位置。
...【技术特征摘要】
1.一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述s4中电缆中间点m的感应电压为。
3.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述s6中故障点的感应电压是与距离有关的线性函数，即，此时us趋近于0，则接地环流i1s趋近于0，且
4.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，所述s7中当故障接地点f接近于o点时，us趋近于0，则i2s=i3s=i4s≈0，这样就得到 =0时i2s、i3s和i4s的特征值。
5.根据权利要求1所述的一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，当i2s=i3s=i4s>>0，且i2s=i3s=i4s≈1/2i1s时，可判断故障接地点位于段落m，且靠近l1点一侧。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，高照，
申请(专利权)人：南京九维测控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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