【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及供電可靠性，尤其涉及一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法。
技術(shù)介紹
1、中壓電纜因傳輸容量大、占地面積小、維護(hù)工作量少等特點(diǎn)，在城市、礦場(chǎng)、海上風(fēng)電等高可靠輸配電場(chǎng)所得到大量應(yīng)用。大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明，中壓電纜早期故障在電氣特征上表現(xiàn)為永久故障前的重復(fù)性瞬時(shí)電力擾動(dòng)（khz級(jí)），雖然擾動(dòng)幅值小、持續(xù)時(shí)間短，不會(huì)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，但該類擾動(dòng)可被配網(wǎng)中具備波形監(jiān)測(cè)能力的裝置記錄到。
2、目前，早期故障狀態(tài)的高效識(shí)別可以通過基于電力擾動(dòng)的監(jiān)測(cè)分析。電力擾動(dòng)中包含大量早期故障狀態(tài)信息，并可沿電纜線路遠(yuǎn)距離傳播。并且隨著配網(wǎng)信息化的不斷發(fā)展，配網(wǎng)中已有大量擾動(dòng)波形監(jiān)測(cè)裝置（包括故障錄波儀、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置、故障指示器等）可實(shí)現(xiàn)電力擾動(dòng)（khz）監(jiān)測(cè)，為基于電力擾動(dòng)監(jiān)測(cè)的中壓電纜狀態(tài)感知提供了重要的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用有重要意義。
3、對(duì)電纜異常狀態(tài)的監(jiān)測(cè)主要依賴于對(duì)有限特征量的認(rèn)知，其中包括介質(zhì)損耗、絕緣電阻、局部放電、溫度等，這些特征量均能在一定程度上反應(yīng)電纜的異常狀態(tài)。但是現(xiàn)有針對(duì)電纜異常狀態(tài)發(fā)展全過程的研究并未覆蓋到電纜全壽命周期，特征量不能覆蓋電纜異常狀態(tài)全過程。更重要的是，中壓電纜通常為三芯電纜，三相電纜屏蔽層在電纜兩端直接接地，增大了對(duì)電纜異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)的難度，因?yàn)樗鼘?dǎo)致屏蔽層電流分布復(fù)雜化、多路徑電流干擾和電磁干擾等問題，使得故障信號(hào)的識(shí)別和定位更加困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決中壓電纜故障識(shí)別和定位困難的問題，本專利技術(shù)提出一種基于
2、本申請(qǐng)公開了一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取末端屏蔽層接地電流的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；
4、s2、根據(jù)s1獲取的數(shù)據(jù)計(jì)算末端屏蔽層接地電流的有效值和瞬時(shí)值，并建立觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)；
5、s3、通過觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)，檢測(cè)是否觸發(fā)故障預(yù)警，若觸發(fā)了故障預(yù)警，則啟動(dòng)故障錄波，獲取故障波形；
6、s4、根據(jù)s3獲取的故障波形計(jì)算故障持續(xù)時(shí)間和故障持續(xù)采樣點(diǎn)數(shù)，根據(jù)故障持續(xù)時(shí)間和故障持續(xù)采樣點(diǎn)數(shù)判斷故障是否為早期故障；
7、s5、通過比較末端屏蔽層接地電流有效值幅值與特定閾值的大小，判斷早期故障區(qū)段是否為故障下游區(qū)段或非主干故障區(qū)段；
8、s6、若故障區(qū)段不是故障下游區(qū)段或非主干故障區(qū)段，則計(jì)算末端屏蔽層電流與零序電流的交叉相關(guān)函數(shù)，并確定末端屏蔽層電流與零序電流間的最優(yōu)延遲；
9、s7、根據(jù)s6獲得的最優(yōu)延遲區(qū)分故障區(qū)段和故障上游區(qū)段。
10、優(yōu)選的，所述末端屏蔽層接地電流有效值計(jì)算公式為：
11、
12、其中，為半波檢測(cè)信號(hào)的總采樣點(diǎn)數(shù)，為區(qū)段末端屏蔽層接地電流采樣信號(hào)，為采樣序列，為當(dāng)前采樣點(diǎn)；
13、觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)1：
14、末端屏蔽層接地電流有效值幅值越限，即：
15、
16、其中，為末端屏蔽層接地電流有效值幅值觸發(fā)閾值，，為額定電流有效值，為額定電流有效值系數(shù)；
17、觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)2：
18、末端屏蔽層接地電流有效值突變量越限，即：
19、
20、其中，為末端屏蔽層接地電流有效值突變量觸發(fā)閾值，，為額定電流有效值系數(shù)。
21、優(yōu)選的，所述末端屏蔽層接地電流瞬時(shí)值突變量計(jì)算公式為：
22、
23、其中，為信號(hào)一個(gè)周期采樣點(diǎn)數(shù)，為末端屏蔽層接地電流采樣信號(hào)；
24、觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)3：
25、屏蔽層單端接地電流瞬時(shí)值突變量越限，即：
26、
27、其中，為末端屏蔽層接地電流瞬時(shí)值突變量觸發(fā)閾值，，為額定電流有效值系數(shù)。
28、優(yōu)選的，所述s3包括以下步驟：
29、當(dāng)末端屏蔽層接地電流符合觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)1、觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)2和觸發(fā)檢測(cè)判據(jù)3中任意一項(xiàng)時(shí)，觸發(fā)故障預(yù)警，此時(shí)啟動(dòng)故障錄波以獲取故障波形。
30、優(yōu)選的，所述s4包括以下步驟：
31、故障起始采樣點(diǎn)判據(jù)為：
32、
33、其中，為故障起始采樣點(diǎn)，為屏蔽層接地電流有效值，故障起始采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻記為故障起始時(shí)刻；
34、故障結(jié)束采樣點(diǎn)判據(jù)為：
35、
36、其中，為故障結(jié)束采樣點(diǎn)，故障結(jié)束采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻記為故障結(jié)束時(shí)刻；
37、所述故障持續(xù)時(shí)間為：
38、
39、所述故障持續(xù)采樣點(diǎn)數(shù)為：
40、
41、早期故障識(shí)別判據(jù)為：
42、當(dāng)屏蔽層接地電流的故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)小于故障識(shí)別閾值時(shí)，則表明該故障為早期故障，即：
43、
44、其中，為故障識(shí)別閾值，且，為監(jiān)測(cè)裝置的采樣頻率，為基頻。
45、優(yōu)選的，所述s5包括以下步驟：
46、故障下游區(qū)段和非主干故障區(qū)段的屏蔽層接地電流幅值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于故障區(qū)段和故障上游區(qū)段的屏蔽層接地電流幅值，則通過設(shè)定一個(gè)特定閾值，當(dāng)屏蔽層接地電流有效值幅值小于該特定閾值時(shí)，表明該故障區(qū)段為故障下游區(qū)段或非主干故障區(qū)段，即：
47、
48、其中，為基于屏蔽層接地電流有效值幅值的區(qū)段區(qū)分閾值，，為區(qū)段零序電流半波有效值，為零序電流有效值系數(shù)。
49、優(yōu)選的，所述交叉相關(guān)函數(shù)如下：
50、
51、其中，表示該區(qū)段的零序電流和末端屏蔽層接地電流在延遲時(shí)的交叉相關(guān)值，為經(jīng)過延遲的值；
52、當(dāng)取最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的即為末端屏蔽層電流與零序電流間的最優(yōu)延遲。
53、優(yōu)選的，所述s7包括以下步驟：
54、若末端屏蔽層電流與零序電流間的最優(yōu)延遲滿足下式：
55、
56、則該早期故障區(qū)段為故障區(qū)段，否則為故障上游區(qū)段；
57、其中，為基于末端屏蔽層電流與零序電流的交叉相關(guān)性區(qū)段區(qū)分閾值，且，為監(jiān)測(cè)裝置的采樣頻率，為基頻。
58、本專利技術(shù)的有益效果：
59、（1）本專利技術(shù)基于對(duì)屏蔽層接地電流故障波形的特征分析，提出末端屏蔽層接地電流幅值有效值或突變量的觸發(fā)檢測(cè)方法，進(jìn)一步提出基于末端屏蔽層接地電流信號(hào)特性的早期故障識(shí)別方法，提高了中壓電纜早期故障識(shí)別的準(zhǔn)確率和效率。
60、（2）通過本專利技術(shù)的實(shí)施，將形成中壓電纜“主動(dòng)保護(hù)”技術(shù)路線，為促進(jìn)保護(hù)由“事后保護(hù)”向“事前預(yù)警”轉(zhuǎn)變，為實(shí)現(xiàn)中壓電纜的“預(yù)防性保護(hù)”提供重要理論和實(shí)踐支撐，同時(shí)對(duì)于提升供電可靠性、避免因電纜故障造成重大事故有重要理論價(jià)值和工程意義。
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1.一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流有效值計(jì)算公式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流瞬時(shí)值突變量計(jì)算公式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述S3包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述S4包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述S5包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述交叉相關(guān)函數(shù)如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述S7包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流有效值計(jì)算公式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流瞬時(shí)值突變量計(jì)算公式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識(shí)別方法，其特征在于，所述s3包括以下步驟...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張文海，李志遙，夏婉婷，胡金峰，戴健，何光華，陳凱，蘇磊，萬達(dá)，汪博燁，季歡歡，顧梟航，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：四川大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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