基于在線決策規(guī)則的電纜局部放電源定位的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電纜網絡中對局部放電源的一種定位方法，屬于電力技術領域。
【背景技術】
[0002]在電纜網絡的安裝過程中，特別是中壓和高壓電纜網絡，其絕緣狀態(tài)評估變得越來越重要。電纜網絡中的絕緣評估不僅是評估其運行狀態(tài)，而且需要評估沒有清晰指標的電信號，如局部放電(PD)，它是由缺陷產生并將逐漸地破壞電纜的絕緣水平。此外ro也會造成電纜中間接頭發(fā)熱，實時監(jiān)測中間接頭溫度情況也是絕緣狀態(tài)評估的考慮因素。PD現象檢測主要有兩種狀態(tài)評估方法:在線和離線。而監(jiān)管人員對在線的方法更感興趣，但在線方法會受到一些因素影響，包括噪音、外部局部放電源的干擾、I個電纜段或多個電纜段中多個ro源的混合效應、傳感器對測量信號的影響、局部放電脈沖傳播和反射的影響。
[0003]為了研究解決在線方法的這些問題，對電纜網絡來說首先要做的任務是PD源定位，這種定位并不是針對某一段電纜進行ro源的精確定位，而是對整個電纜網絡存在PD源的電纜段進行定位。目前，大多數PD源定位方法都是用于單個電纜段中單個ro源的定位，也較少會考慮多個PD源的情況。因此，尋找電纜網絡中單H)源或雙PD源的定位方法對電纜的狀態(tài)評估具有十分重要的意義。
【發(fā)明內容】
[0004]為了定位雙端接地單芯電纜網絡中的單ro源或雙ro源，本發(fā)明提出一種基于在線決策規(guī)則的局部放電源定位方法。該方法選取小波變換后的ro信號能量為信號特征，根據該特征得到各個電纜接頭處的能量分布情況;并對所有接頭處的溫度進行實時監(jiān)測，得到ro現象導致的電纜接頭處的溫度分布情況。然后依照在線決策規(guī)則對電纜接頭處能量分布和溫度變化情況進行綜合分析，直接確定出ro源的位置段。
[0005]本發(fā)明提供的技術方案如下:
[0006]所述電纜網絡，假設共有m個電纜接頭，Mk表示接頭，分為m-Ι段，E表示電纜接頭處的能量值，T表示電纜接頭處的溫度值。具體是通過高頻電流傳感器(HFCT)測得各個接頭處的電流信號，經小波變換提取信號能量特征，得到整個電纜網絡各個接頭處的能量分布情況，同時通過溫度傳感器測出各個接頭處的溫度變化情況。局部放電源所在電纜段的兩端接頭相比于其他接頭具有更高的信號能量和溫度，并對單H)源考慮絕緣缺陷和瞬時性故障兩種情況，瞬時性故障時接頭溫度升高很小。
[0007]在獲得接頭處的能量分布和溫度分布情況后，為了應用在線決策規(guī)則，先對電纜網絡中單H)源或雙PD源可能所在電纜段進行分類，可分為4種情況:1.兩個H)電纜段相隔較遠(中間超過I個正常段)2.兩個ro電纜段相隔較近(只隔I個正常段)3.兩個PD電纜段相鄰
4.只有I個ro電纜段(絕緣缺陷段或瞬時性故障段)。
[0008]對以上4種情況列出決策規(guī)則:
[0009]規(guī)則1(兩個PD電纜段相隔較遠):若在兩對分離接頭處的能量指標存在較大值，接頭為Mn，Mn+l，Mj和Mj+1，同時相應接頭處的溫度T也有不同程度的升高，那么電纜網絡n_(n+1)段和j_(j+l)段即為雙H)源所在電纜段。否則使用下一條規(guī)則。
[0010]規(guī)則2(兩個PD電纜段相隔較近):若在兩對相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭為此，111+1，111+2，111+3，同時相應接頭處的溫度1'也有不同程度的升高，那么電纜網絡11-(n+1)段和(n+2)-(n+3)段為雙H)源所在電纜段。否則使用下一條規(guī)則。
[0011]規(guī)則3(兩個PD電纜段相鄰):若只在3個相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭為n，n+l，n+2，同時相應接頭處的溫度T也有不同程度的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段和(η+1)-(η+2)段為雙H)源所在電纜段。否則使用下一條規(guī)則。
[0012]規(guī)則4(單H)電纜段):若只在I對相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭數為n，n+ 1，同時相應接頭處的溫度T也有不同程度的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段即為缺陷電纜段；同時相應接頭處的溫度T只有極小的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段即為瞬時性故障電纜段。
[0013]應用該方法定位單PD源或雙PD源所在電纜段，具有足夠的通用性，不需建立專門的數據庫，也不用考慮ro源的特性(缺陷尺寸、厚度及位置)和電纜網絡的相關參數。即使該方法只適用于單ro源或雙PD源電纜段的定位，但其準確性很高，無需對電纜網絡進行同步測量。
【附圖說明】
[0014]圖1為電纜網絡基準模型
[0015]圖2(1)和2(2)為三維坐標系下電纜接頭處的信號能量與溫度情況示意圖其中圖2
(I)為雙H)源和正常情況，圖2(2)為單H)源情況(絕緣缺陷和瞬時性故障的對比)
[0016]圖3為應用在線決策規(guī)則定位ro源的流程圖
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施過程對本發(fā)明作進一步描述。
[0018]參見圖1，單芯電纜網絡基準模型如圖所示，設定共有m個電纜接頭，分為m-Ι個電纜段，且每段電纜雙端接地。由變電站向電纜網絡兩端施加電壓使得電纜網絡運行，在每段電纜接頭處安裝高頻電流傳感器和溫度傳感器，對所檢測的電流信號進行小波變換處理，經過處理后的信號能量特征得到能量分布情況，同時實時監(jiān)測溫度的變化情況。其中小波變換的母小波選為db7，信號特征選取第9分解層次的能量含量，因為它受噪音影響很小。
[0019]對上述所得的能量和溫度情況進行分析，參見圖2，該圖為三維坐標系下電纜接頭處的信號能量與溫度情況示意圖，其中圖2(1)為雙PD源和正常接頭情況，圖2(2)為單PD源情況。圖2(1)可以得出，發(fā)生H)電纜段的兩端接頭具有較高的能量，且溫度在較高范圍內變化;正常接頭處能量很低，且溫度保持在正常值。圖2(2)可以得出存在單PD源時，接頭處能量較高，若溫度也較高，則是由于電纜內部絕緣缺陷導致的PD;若溫度升高極小，則是由于瞬時性故障導致的H)。這是因為瞬時性故障持續(xù)過程十分短暫就在絕緣內部發(fā)生自清除，并沒能引起接頭處溫度發(fā)生較大的變化。
[0020]根據接頭處能量分布和溫度分布情況的分析，參見圖3，應用所提方法進行ro源定位。具體過程為:先找出相比于其他接頭能量較高的接頭，并綜合對應接頭溫度情況，符合規(guī)則1，那么電纜網絡n-(n+l)段和j-(j+l)段即為雙ro源電纜段，否則進行規(guī)則2;符合規(guī)則2，那么電纜網絡n-(n+l)段和(n+2)-(n+3)段為雙H)源電纜段，否則進行則3;符合規(guī)則3，那么電纜網絡n-(n+l)段和(n+l)-(n+2)段為雙H)源電纜段，否則進行規(guī)則4;符合規(guī)則4，那么電纜網絡n-(n+l)段即為單H)源電纜段，若接頭溫度較高，則為絕緣缺陷導致的PD;若接頭溫度升得很少，則為瞬時性故障導致的H)。
【主權項】
1.一種基于在線決策規(guī)則的電纜局部放電源定位方法，其特征在于，用于定位單芯電纜網絡中的單PD源或雙PD源。該方法選取小波變換后的ro信號能量為信號特征，根據該特征得到各個電纜接頭處的能量分布情況;并對所有接頭處的溫度進行實時監(jiān)測，得到PD現象導致的電纜接頭處的溫度分布情況。運用三維坐標系對所得的接頭處能量分布和溫度變化情況進行綜合分析，再依照在線決策規(guī)則的流程，直接確定出ro源的位置段。2.根據權利要求1所述的電纜網絡，其特征在于，它是一種單芯電纜，且每段電纜都經過雙端接地，假設共有m個電纜接頭，Mk表示具體接頭，分為m-ι個電纜段，E表示電纜接頭處的能量值，T表示電纜接頭處的溫度值。具體是通過高頻電流傳感器(HFCT)測得各個接頭處的電流信號，進而得到能量值，并通過溫度傳感器測出各個接頭處的溫度值。3.根據權利要求1所述的單PD源或雙PD源組合，其特征在于，有4種情況:1.兩個PD電纜段相隔較遠(中間超過I個正常段)2.兩個PD電纜段相隔較近(只隔I個正常段)3.兩個PD電纜段相鄰4.只有I個H)電纜段。4.根據權利要求1所述的在線決策規(guī)則，其特征在于， 規(guī)則1(兩個PD電纜段相隔較遠):若在兩對分離接頭處的能量指標存在較大值，接頭為皿11，111+1，1]_和化_+1，同時相應接頭處的溫度1'也有不同程度的升高，那么電纜網絡11-(11+1)段和j-(j+i)段即為雙ro源所在電纜段。 規(guī)則2(兩個PD電纜段相隔較近):若在兩對相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭為皿11，111+1，111+2，111+3，同時相應接頭處的溫度1'也有不同程度的升高，那么電纜網絡11-(11+1)段和(n+2)-(n+3)段為雙H)源所在電纜段。 規(guī)則3(兩個PD電纜段相鄰):若只在3個相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭為n，n+ l，n+2，同時相應接頭處的溫度T也有不同程度的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段和(n+1)-(n+2)段為雙H)源所在電纜段。 規(guī)則4(單PD電纜段):若只在I對相鄰接頭處的能量指標存在較大值，接頭數為n，n+l，同時相應接頭處的溫度T也有不同程度的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段即為缺陷電纜段；同時相應接頭處的溫度T只有極小的升高，那么電纜網絡n-(n+l)段即為瞬時性故障電纜段。5.根據權利要求1所述的PD信號特征，其特征在于，PD信號經過小波變換處理，母小波選為db7，提取出第9分解層次的能量含量即為H)信號特征。
【專利摘要】本申請公開了一種基于在線決策規(guī)則的電纜局部放電(PD)源定位方法，用于定位單芯電纜網絡中的單PD源或雙PD源。該方法選取小波變換后的PD信號能量為信號特征，根據該特征得到各個電纜接頭處的能量分布情況；并對所有接頭處的溫度進行實時監(jiān)測，得到電纜接頭處的溫度分布情況。然后運用三維坐標系對所得的接頭處能量分布和溫度變化情況進行綜合分析，并依照在線決策規(guī)則直接確定出PD源的位置段。本申請所述方法對于定位單PD源或雙PD源具有足夠的通用性，不需建立專門的數據庫，也不用考慮PD源的特性(缺陷尺寸、厚度及絕緣中位置)和電纜網絡的相關參數。即使該方法只適用于存在單PD源或雙PD源電纜段的定位，但其準確性很高，無需對電纜網絡進行同步測量。
【IPC分類】G01R31/08, G01R31/12
【公開號】CN105676079
【申請?zhí)枴緾N201510960848
【發(fā)明人】夏向陽, 杜榮林, 楊超, 黃潤知, 賀運九
【申請人】長沙理工大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月18日