[發明專利]基于行波電氣量量測的電力電纜在線絕緣監測方法

有效

• 申請號: 200910081348.7
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101533062A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 施慎行;董新洲
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于電力系統絕緣技術領域，特別涉及電力電纜絕緣監測方法。

背景技術

電纜絕緣的好壞是影響電纜安全可靠運行的關鍵因素。為了保證電纜安全穩定的運行，就有必要對電纜絕緣進行診斷，以期對電纜絕緣缺陷做到及早發現及早應對。早期的電纜絕緣診斷技術主要是定期的預防性試驗制度，然而由于電纜線路長，電容量大，預防性試驗困難，而且定期的預防性試驗必須停電進行試驗，造成供電中斷，且不能根據電纜絕緣狀況有選擇地進行試驗，需要對所有電纜都進行試驗，而每次試驗都會加速電纜絕緣性能劣化。因此，電力電纜在線監測技術是電纜絕緣診斷的必然發展趨勢。

目前，電力電纜的在線監測技術主要有直流分量法、直流疊加法、tgδ法、局部放電法、低頻疊加法、接地線電流法及交流疊加法。現有的在線監測技術除接地線電流法都采用外加信號的方法，外加信號工程應用中使用不便，所加信號受系統運行的影響。

發明內容

本發明的目的是為實現電力電纜的在線監測，提出一種基于行波電氣量量測的電力電纜的在線監測方法，以減少電纜線路故障，保證電纜安全穩定的運行。

本發明提出的基于行波電氣量量測的電力電纜絕緣在線監測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

第一步：實時采集變電站同一母線上連接的所有電纜線路上量測到的行波電氣量，同時監測所述所有電纜線路上是否發生了擾動；

第二步：當監測到所述的電纜線路上發生擾動，記錄擾動發生時間；并比較所有電纜線路上的行波特征，判定出產生擾動的電纜線路；

第三步：比較包括當前擾動在內的最近三次擾動的電纜是否為同一電纜；若最近三次發生擾動的電纜為同一電纜，計算最近三次中第一次發生擾動的時間與第三次發生擾動時間間隔；否則返回第一步

第四步：比較所述計算出的時間間隔與預先設定的絕緣降低引起的連續發生三次擾動的時間間隔，若所述計算出的時間間隔小于等于所述預先設定的時間間隔，則判定該電纜絕緣降低，輸出電纜在線監測結果；否則返回第一步。

本發明基于正常運行的電力系統中，如果某一電纜線路絕緣降低，在交流工頻電源的激勵下，該電纜線路上將產生間歇性的擾動行波，該擾動行波將沿著該電纜線路在電力系統中傳播。電纜線路上量測到的行波特征也實時反映了電纜的絕緣狀態。

本發明的特點及有益效果：

本發明中的行波電氣量指的是由于電力系統擾動引起的在電力系統中傳播的電磁波。行波波頭可看成脈沖信號，具有全頻帶分量。本發明中利用的行波電氣量是具有高頻暫態特性的行波波頭信號。

本發明提出了基于量測到的電纜線路絕緣降低后引起的間歇性瞬時擾動行波電氣量的電力電纜的在線監測方法。

本發明實時監測電力電纜的運行情況，減少由于電纜絕緣降低引起的電纜故障，減少損失，保證電纜安全穩定運行，提高電力系統供電可靠性。本發明原理清晰，簡便易行。

附圖說明

圖1為本發明的電力電纜在線絕緣監測流程框圖。

具體實施方式

本發明提出的基于行波電氣量量測的電力電纜在線絕緣監測方法結合附圖及實施例詳細說明如下：

本發明提出的種基于行波電氣量量測的電力電纜在線絕緣監測方法，該方法包括以下步驟：

第一步：實時采集變電站同一母線上連接的所有電纜線路上量測到的行波電氣量，同時監測所有電纜線路上是否發生了擾動；

第二步：當監測到所述的電纜線路上發生擾動，記錄擾動發生時間；并比較所有電纜線路上的行波特征，判定出產生擾動的電纜線路；

第三步：比較包括當前擾動在內的最近三次擾動的電纜是否為同一電纜；若最近三次發生擾動的電纜為同一電纜，計算最近三次中第一次發生擾動的時間與第三次發生擾動時間間隔；否則返回第一步

第四步：比較所述計算出的時間間隔與預先設定的絕緣降低引起的連續發生三次擾動的時間間隔，若所述計算出的時間間隔小于等于所述預先設定的時間間隔，則判定該電纜絕緣降低，輸出電纜在線監測結果；否則返回第一步。

電纜絕緣降低后，在工頻電壓作用下，將間歇性地引起在電纜線路上傳播的行波。根據電氣量性質的不同，行波電氣量可分為電壓行波和電流行波。即使是三相電纜線路中的一相電纜絕緣降低，由于三相之間的電磁耦合關系，也會在其他相上感應出擾動行波。根據相量和模量之間的轉換關系，三相行波也可轉化為三模行波。而且零模電流行波可以通過零序電流互感器直接獲取。因此，在三相電力系統中，本發明所述的行波電氣量既可利用電壓行波，也可利用電流行波；既可利用模量行波，也可利用相量行波實現。