【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于配網電纜故障檢測，具體地說，涉及基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統及方法。
技術介紹
1、配電電纜是配電網絡最為重要的設備之一，由于其具有不占用地面空間資源、輸送容量相對較高、安全性能好等優點，成為城鄉供電網特別是特大城市配電網的重要組成部分。電纜中間接頭作為電纜線路的連接部件，是目前配網電纜線路運行安全的薄弱點之一。研究表明，由于配網電纜運行環境存在積水積污問題，故障配網電纜中間接頭普遍存在內部受潮的缺陷，并且含有此類缺陷的電纜中間接頭xlpe-sir絕緣界面處會發生沿軸向的間歇性電弧接地故障，放電能量對界面處的絕緣介質造成了燒蝕損傷，同時對線路的接地系統產生了損傷，最終導致擊穿放電甚至火災等重大事故。因此，有必要對受潮配網電纜中間接頭放電演化過程進行分析，研究受潮電纜放電演化過程與放電波形、裂解氣體等物理特征的關系，為實現在線配網電纜接頭運行狀態監測、保障配電網運行安全性提供理論依據。
2、現有對于電纜中間接頭放電的研究內容中，大多是針對界面處存在刀痕氣隙、水分、應力錐錯位、金屬碎屑殘留等缺陷導致的電場畸變情況進行仿真分析，并以電場畸變的最大場強與空氣擊穿閾值對比判斷放電情況；其次是采用構建人工缺陷的方式進行模擬試驗研究局部放電情況，測試切片材料在不同條件下擊穿過程的放電情況。現有技術缺少對于真型電纜中間接頭受潮后絕緣性能的變化以及放電的長期演化過程的試驗分析方法。
技術實現思路
1、本專利技術的第一目的在于克服現有技術中存在的缺點與不足，
2、本專利技術的第二目的在于提供一種基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，能夠有效評估受潮電纜中間接頭的劣化狀態，可靠性高。
3、本專利技術的目的通過下述技術方案實現：基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，包括電源調節裝置、放電特征采集裝置和特征氣體采集裝置，所述電源調節裝置用于連接電纜中間接頭所在電纜的兩端，并提供預設試驗電壓；所述放電特征采集裝置用于檢測電纜本體及接地線的放電信號并進行分析；
4、所述特征氣體采集裝置包括氣體采樣袋、抽氣泵和氣相色譜儀，所述氣體采樣袋用于封裝電纜中間接頭，所述抽氣泵的一端通過開設于氣體采樣袋的測試口抽取測試氣體，另一端通過氣閥連接氣相色譜儀，氣相色譜儀用于對測試氣體的成分及含量進行分析。
5、優選的，所述放電特征采集裝置包括放電信號采集器、高頻電流互感器和中低頻電流互感器，高頻電流互感器用于檢測電纜本體的放電信號并傳輸至放電信號采集器，中低頻電流互感器用于檢測接地線的放電信號并傳輸至放電信號采集器，放電信號采集器用于對放電信號進行提取和分析。
6、優選的，所述電源調節裝置包括交流電源、調壓器和變壓器，交流電源依次通過調壓器、變壓器與電纜的兩端連接；交流電源的輸出端串聯有熔斷器，變壓器的輸出端串聯有限流電阻。
7、優選的，還包括模擬電纜滲水環境裝置，所述模擬電纜滲水環境裝置用于制作受潮電纜中間接頭試驗樣品，所述模擬電纜滲水環境裝置包括恒溫恒濕箱和蓄水池，恒溫恒濕箱用于冷縮附件老化預處理，蓄水池用于浸泡電纜中間接頭。
8、基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，應用上述所述檢測系統，具體包括以下步驟：
9、s1、將電纜中間接頭封裝于氣體采樣袋，留出兩端的電纜接線端子，并將電纜的接地線接地；
10、s2、將電源調節裝置與電纜中間接頭所在的電纜兩端連接，開啟電源提供預設試驗電壓并保持不變；
11、s3、持續通電過程，通過放電特征采集裝置的中低頻互感器檢測接地線的放電信號，通過放電特征采集裝置的高頻互感器檢測電纜本體的放電信號，通過放電特征采集裝置的放電信號采集器對放電信號進行在線監測；
12、s4、當監測到波形顯著變化的放電信號，利用抽氣泵通過氣體采樣袋的測試口抽取測試氣體，并通過氣相色譜儀對測試氣體中的特征氣體成分及含量進行分析；
13、s5、采集完成后，斷開電源，對放電信號采集器采集的放電信號進行識別、提取和分析，獲得有效的放電波形；
14、s6、根據特征氣體成分及含量、放電波形的分析結果，對電纜中間接頭的劣化狀態做出評估。
15、優選的，步驟s4中，顯著變化的放電信號包括單個尖脈沖放電、放電脈沖簇及正弦信號；特征氣體成分包括甲烷、氫氣和二氧化碳。
16、優選的，步驟s5中，利用python編程對放電信號采集器采集的放電信號進行識別、提取和分析，具體包括步驟：
17、s51、數據分段處理：
18、將數據以100萬個采樣點進行分段，在該段中，放入一個長度為1000個采樣點的分段時間窗p1進行滑動采樣，判斷并記錄放電波形；
19、s52、有效的放電波形的判斷：
20、由于放電信號與背景噪聲波形相比存在峰值差異較大的特點，采用采樣時間窗p2內的放電幅值的均值-標準差結合噪聲閾值的方式，將采樣值滿足式（1）的放電信號判斷為一次有效的放電波形：
21、，式（1），
22、其中：，，
23、式中，va、σ分別為采樣時間窗p2內放電幅值的均值和標準差，vi為第i個采樣點的放電幅值，n為采樣點的個數，k為系數，vf為噪聲閾值；
24、s53、計算有效放電波形的起點及結束點：
25、將滿足式（1）的放電幅值v稱為超限值，找到采樣時間窗p2內首個超限值并向前遍歷，將放電波形斜率為0的點，作為該次放電波形的起點；
26、找到采樣時間窗p2內最后一個超限值并向后遍歷，將放電波形斜率為0的點，作為該次放電波形的結束點，根據起點及結束點得到一個完整的放電波形；
27、s54、計算宏觀放電波形特征：
28、根據放電波形計算不同劣化階段下的宏觀放電波形特征，所述宏觀放電波形特征包括放電重復率、放電脈沖寬度及放電脈沖幅值。
29、優選的，步驟s6中，所述評估具體包括：以一個工頻周期內采集到的有效放電波形的放電特征和特征氣體分析結果為劃分依據，判斷電纜中間接頭樣品劣化進入早期、中期或者晚期階段：
30、早期階段滿足條件：
31、放電特征包括：放電重復率＜4次/秒，平均放電脈沖寬度在數量級為10-4秒，高頻電流互感器檢測的放電脈沖幅值小于0.2v，中低頻電流互感器檢測的放電脈沖幅值小于0.1，特征氣體分析結果包括：特征氣體中含有甲烷或氫氣，且甲烷或氫氣的氣體含量小于0.001%；
32、中期階段滿足條件：
33、放電特征包括：放電重復率為70~90次/秒，平均放電脈沖寬度在數量級為10-3秒，高頻電流互感器檢測的放電脈沖幅值大于0.7v，中低頻電流互感器檢測的放電脈沖幅值的范圍為0.09?v?~0.3v，特征氣體分析結果包括：甲烷或氫氣的氣體含量的范圍本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，包括電源調節裝置、放電特征采集裝置和特征氣體采集裝置，所述電源調節裝置用于連接電纜中間接頭所在電纜的兩端，并提供預設試驗電壓；所述放電特征采集裝置用于檢測電纜本體及接地線的放電信號并進行分析；
2.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，所述放電特征采集裝置包括放電信號采集器、高頻電流互感器和中低頻電流互感器，高頻電流互感器用于檢測電纜本體的放電信號并傳輸至放電信號采集器，中低頻電流互感器用于檢測接地線的放電信號并傳輸至放電信號采集器，放電信號采集器用于對放電信號進行提取和分析。
3.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，所述電源調節裝置包括交流電源、調壓器和變壓器，交流電源依次通過調壓器、變壓器與電纜的兩端連接；交流電源的輸出端串聯有熔斷器，變壓器的輸出端串聯有限流電阻。
4.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，還包括模擬電纜滲水環境裝置，所述模擬電纜滲水
5.基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，應用權利要求1-4任一項所述檢測系統，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，步驟S4中，顯著變化的放電信號包括單個尖脈沖放電、放電脈沖簇及正弦信號；特征氣體成分包括甲烷、氫氣和二氧化碳。
7.根據權利要求5所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，步驟S5中，利用Python編程對放電信號采集器采集的放電信號進行識別、提取和分析，具體包括步驟：
8.根據權利要求5所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，步驟S6中，所述評估具體包括：以一個工頻周期內采集到的有效放電波形的放電特征和特征氣體分析結果為劃分依據，判斷電纜中間接頭樣品劣化進入早期、中期或者晚期階段：
9.根據權利要求5所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，在步驟S1之前，還包括制作受潮電纜接頭試驗樣品，具體包括步驟：
10.根據權利要求9所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測方法，其特征在于，在步驟S02與步驟S03之間，還包括步驟：
...【技術特征摘要】
1.基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，包括電源調節裝置、放電特征采集裝置和特征氣體采集裝置，所述電源調節裝置用于連接電纜中間接頭所在電纜的兩端，并提供預設試驗電壓；所述放電特征采集裝置用于檢測電纜本體及接地線的放電信號并進行分析；
2.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，所述放電特征采集裝置包括放電信號采集器、高頻電流互感器和中低頻電流互感器，高頻電流互感器用于檢測電纜本體的放電信號并傳輸至放電信號采集器，中低頻電流互感器用于檢測接地線的放電信號并傳輸至放電信號采集器，放電信號采集器用于對放電信號進行提取和分析。
3.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，所述電源調節裝置包括交流電源、調壓器和變壓器，交流電源依次通過調壓器、變壓器與電纜的兩端連接；交流電源的輸出端串聯有熔斷器，變壓器的輸出端串聯有限流電阻。
4.根據權利要求1所述的基于多特征量采集的受潮電纜接頭劣化狀態檢測系統，其特征在于，還包括模擬電纜滲水環境裝置，所述模擬電纜滲水環境裝置用于制作受潮電纜中間接頭試驗樣品，所述模擬電纜滲水環境裝置包括恒溫恒濕箱和蓄水池，恒溫恒濕箱用于冷縮附件老化預處理，蓄水...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉培鎮，劉剛，王志輝，陳思婷，鄭漢武，曾衍淇，唐文川，孫振林，羅小琨，劉曉東，邱湘偉，黃貝思，
申請(專利權)人：廣州南洋電纜集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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