用于非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法和裝置、用于供電系統的狀態監控的方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于分支式非接地供電系統的絕緣故障定位的方法，根據時域反射技術，結合用于識別故障電纜出線的評估信息，實現對絕緣故障位置的確定。更進一步地，本發明專利技術涉及一種用于分支供電系統中的絕緣故障識別和用于分支供電系統的狀態監控的方法，基于時域反射技術實現供電系統上的所述反射位置的圖像。此外，本發明專利技術涉及一種用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的裝置，該裝置具有功能單元絕緣故障測試儀器和具有測量電流互感器的絕緣故障評估裝置，該裝置包括具有控制和評估裝置的時域反射技術測量裝置，以實施根據本發明專利技術的方法。

【技術實現步驟摘要】
用于非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法和裝置、用于供電系統的狀態監控的方法
本專利技術涉及一種用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法。更進一步地，本專利技術涉及一種用于分支供電系統中的絕緣故障識別以及用于分支供電系統的狀態監控的方法。此外，本專利技術涉及一種用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的裝置。
技術介紹
用于絕緣故障定位的方法以及實施這些方法的裝置(絕緣故障定位裝置)是現有技術中已知的，并被用于定位供電系統中的絕緣故障，特別是用于在非接地網絡中發生第一(絕緣)故障的情況下確定故障電纜出線。如果絕緣故障發生于非接地供電系統中，起初它將由絕緣監控裝置識別并上報。此報告發起由絕緣監控裝置或由絕緣故障測試儀器進行的絕緣故障定位，絕緣故障測試儀器作為絕緣故障定位裝置的部分也可被實現為絕緣故障測試裝置，產生測試電流并將測試電流提供至供電系統。此測試電流信號由布置在具有故障電纜出線的故障電路中的所有測量電流互感器檢測，并通過絕緣故障評估裝置評估并顯示。通過將測量電流互感器指定到電路而非電纜出線可確定故障電纜出線。然后識別分支供電系統中的具有絕緣故障的電纜出線，但是絕緣故障在此故障電纜出線上的精確位置仍是未知的。然而，為了迅速地修復絕緣故障，獲知故障電纜出線上的精確故障位置是有益的。
技術實現思路
因此，當前的本專利技術的目的在于，開發一種方法和裝置，利用其可以確定絕緣故障在非接地供電系統的故障電纜出線上的精確故障位置。基于結合用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法實現本專利技術目的，其中方法包括以下步驟：在非接地供電系統的至少一個有效導體中提供用于確定故障電纜出線的測試電流；檢測非接地供電系統的電纜出線中的測試電流部分；評估所檢測到的測試電流部分以識別故障電纜出線；結合對用于識別故障電纜出線的信息的評估，根據時域反射技術方法確定絕緣故障位置。當前的本專利技術的主要思想有利地依賴于對利用根據現有技術的絕緣故障定位而獲得的關于故障電纜出線的位置的了解與根據時域反射技術方法的絕緣位置定位的結果的結合。利用基本依賴于測試電流提供和測試電流評估的已知機制的絕緣故障定位，在分支供電系統中識別具有絕緣故障的電纜出線。基于此信息，利用根據時域反射技術方法的測量脈沖，確定被識別為故障的電纜出線上的精確故障位置。同時，通過時域反射技術方法獲得的信息可被用于供電系統的持久狀態監控的范圍以用于確定故障位置。通過結合來自兩種方法-一方面的“典型”絕緣故障定位以及另一方面的利用時域反射技術的干擾源定位-的發現，絕緣故障可被可靠地識別，其精確位置可被確定以及為了電氣安全其可被迅速地修復。在另一有利的實施例中，在被識別為故障的電纜出線上確定絕緣故障位置包括以下步驟：(a)產生時域反射技術測量脈沖并將測量脈沖提供至供電系統的有效導體；(b)如果未檢測到絕緣故障，接收并記錄由第一序列的反射測量脈沖組成的第一反射測量信號作為供電系統中的所有反射位置的時相圖像；(c)在發生絕緣故障的情況下，接收由第二序列的反射測量脈沖組成的第二反射測量信號；(d)從第一反射測量信號和第二測量信號中減去表示絕緣故障的差值信號；以及(e)通過使用利用其而將電纜出線識別為故障的信息，評估表示絕緣故障的差值信號的運行時間，從而在識別的故障電纜出線上確定絕緣故障位置。在生成并提供測量脈沖之后，如果未檢測到絕緣故障(意味著安裝在供電系統中的絕緣監控裝置沒有上報絕緣故障)，接收并記錄反射測量信號。反射測量信號由表示供電系統中的所有反射位置的時相圖像的第一序列的反射測量脈沖組成。在“學習階段”中保存的無故障供電系統的此結果反射曲線用作參考圖形，該參考圖形用于與在發生第一故障(通過絕緣監控裝置用信號表示的發生的絕緣故障)之后接收到的第二測量信號進行對比。此第二測量信號由相對于保存為參考圖形的第一序列，此時包括額外的反射“絕緣故障”測量脈沖的第二序列的反射測量脈沖組成。通過直接地對比第一反射測量信號與第二反射測量信號或通過間接地對比它們，通過首先經由相關計算將接收到的測量脈沖轉化為相關函數，得到表示絕緣故障的差值信號。通過評估表示絕緣故障的差值信號的運行時間-測量信號在電纜上的傳播速度是已知的，一旦被告知故障電纜出線，則可確定精確故障位置。在學習階段中，通過已知的系統性反射(例如已知的電纜終點)或通過測試反射可實現將接收到的測量信號指定到電纜出線。通常地，簡單地獲知絕緣故障已發生于已知的電纜出線上可足以將新發生的測量脈沖識別為絕緣故障測量脈沖。根據測量信號的生成和提供以及根據不同方法的反射測量信號的處理的進一步有利實施例可被實現，其全部依賴于時域反射技術的原理。然而，當前的本專利技術的目的并非在于在發生時定位偶爾發生的絕緣故障-如在SSTDR(擴展頻譜時域反射法)方法的典型應用中常見的，參見以下-而在于結合傳統的絕緣故障定位裝置定位現有絕緣故障的故障位置。在最簡單的情況下，可產生并提供單個脈沖作為測量脈沖。單個脈沖優選地為矩形脈沖形狀的方邊脈沖，反射測量脈沖直接地或利用相關計算間接地用于進一步的處理。關于利用運行時間測量而定位干擾信號，時域反射技術的此變形被稱為TDR(時域反射技術)方法。證實了在擴頻碼優選地用作具有譜擴展的測量脈沖以及以對已知的擴頻碼與接收到的反射測量信號進行相關計算的方式實現對反射測量信號的處理(STDR-序列時域反射方法)的情況下，或者在擴頻碼用作具有譜擴展的測量信號，擴頻碼調制正弦形載波信號，且以對已知的擴頻碼與接收到的反射測量信號進行相關計算的方式實現對反射測量信號的處理(SSTDR-擴展頻譜時域反射方法)的情況下，不易受到干擾的影響。兩個最后提及的方法均將被稱為擴頻碼的具有頻率擴展的信號用作測量脈沖，以能夠更好地結合相關計算對抗對接地連接的干擾影響。此外，與TDR方法相比，這些方法需要更少的能量。在SSTDR方法中，通過正弦形載波信號的倍增(載波信號的調制)，額外發生朝向適于傳輸測量信號的頻段的擴展頻譜的頻移。優選地，偽隨機序列或在時間上交替發送的補碼的兩個序列被用作擴頻碼。這些序列由于其良好的相關特性而顯著，補碼的序列特別包括自相關函數，其在中心值之外(0位移)的值剛好為0。為了分支供電系統中的絕緣故障識別以及分支供電系統的狀態監控而使用的其他方法以基于時域反射技術方法在某個時間點將供電系統上的所有反射位置的圖像確定為供電系統的反射曲線以及以實現在時間演替中所確定的反射曲線的對比而顯著。對比的反射曲線之間的差異暗示供電系統的電氣狀態的變化。通過定期地將反射測量信號記錄為供電系統的反射曲線，并通過將每個反射曲線與之前記錄的反射曲線進行對比，可識別供電系統的電氣狀態的變化。此持久狀態監控允許例如對變化的網絡群集或操作模式(例如負載變化)做出結論。參考裝置，通過用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的裝置實現本專利技術目的，該裝置包括功能單元絕緣故障測試儀器和具有測量電流互感器的絕緣故障評估裝置，根據本專利技術，該裝置包括時域反射技術測量裝置，該時域反射技術測量裝置具有用于使用由用于識別故障電纜出線的絕緣故障評估裝置提供的信息控制時域反射技術測量的功能性過程的控制和評估裝置。當實施根據本專利技術的方法時，相應裝置包括具有控制和評估裝置的時域反射技術測量裝置。構成本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法，包括以下步驟：?在非接地供電系統的至少一個有效導體中提供用于確定故障電纜出線的測試電流，?檢測所述非接地供電系統的電纜出線中的測試電流部分，?評估檢測到的測試電流部分以識別故障電纜出線；其特征在于：結合對用于識別所述故障電纜出線的信息的評估，利用根據時域反射技術方法產生的測量脈沖，實現對絕緣故障位置的確定。

【技術特征摘要】
2015.12.17 DE 102015122128.41.一種用于分支式非接地供電系統中的絕緣故障定位的方法，包括以下步驟：-在非接地供電系統的至少一個有效導體中提供用于確定故障電纜出線的測試電流，-檢測所述非接地供電系統的電纜出線中的測試電流部分，-評估檢測到的測試電流部分以識別故障電纜出線；其特征在于：結合對用于識別所述故障電纜出線的信息的評估，利用根據時域反射技術方法產生的測量脈沖，實現對絕緣故障位置的確定。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在被識別為故障的電纜出線上確定所述絕緣故障位置，包括以下步驟：-(a)產生時域反射技術測量脈沖并將測量脈沖提供至供電系統的所述有效導體；-(b)如果未檢測到絕緣故障，接收并記錄由第一序列的反射測量脈沖組成的第一反射測量信號作為所述供電系統中的所有反射位置的時相圖像；-(c)在發生絕緣故障的情況下，接收由第二序列的反射測量脈沖組成的第二反射測量信號；-(d)從所述第一反射測量信號和所述第二反射測量信號中減去表示絕緣故障的差值信號；-(e)通過使用利用其而將電纜出線識別為故障的信息，評估表示所述絕緣故障的差值信號的運行時間，從而在所識別的故障電纜出線上確定所述絕緣故障位置。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，產生并提供單個脈沖作為測量脈沖。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，將擴頻碼用作具有譜擴展的測量脈沖，并以對已知的擴頻碼與接收到的反射測量信號進行相關計算的方式實現對反射測量信號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：溫弗雷·摩爾，埃克哈德·布洛克曼，奧利弗·沙佛，托爾斯滕·馬格爾，
申請(專利權)人：本德爾有限兩合公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE