[發明專利]一種GIS終端電纜故障在線測距方法

有效

• 申請號: 201210494886.0
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102944818A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張群峰;夏成軍;區偉潮;詹清華;朱文滔;周勇彪;李國偉;沈勇;張鳴;張俊
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司佛山供電局
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;曾旻輝

技術領域

本發明涉及電纜故障檢測技術領域，尤其涉及一種GIS終端電纜故障在線測距方法。

背景技術

基于城市變電站建設成本及運行維護成本的考慮，GIS（Gas?Insulated?Switchgear，氣體絕緣開關）裝置在城市電網中得到廣泛的應用，以GIS為終端的電纜線路也日益增多。傳統的離線測距方法一方面存在著停電時間長、需專用檢測儀器等缺陷；另一方面，由于GIS無外露導體部件，但為了能夠施加電壓進行離線故障定位，就需要解開電纜終端，這樣會影響GIS免維護、免檢修、安全可靠的優勢，同時也會因拆裝電纜終端而帶來新的問題。

目前，電力電纜在線測距主要有阻抗法和行波法兩大類，但GIS終端電纜在線測距存在以下難題：GIS終端內難以安裝合適的行波信號傳變裝置；生產現場存在復雜的電磁干擾，采集到的行波信號中存在較多的白噪聲和脈沖噪聲；電纜各導體電流之間的強烈耦合而使得各導體電流中存在較復雜的模量干擾；故障行波在故障點、護套交叉互聯點、護套直接接地點、母線以及相鄰母線等阻抗不匹配點會發生復雜的折反射現象，采集到的信號中行波分量十分復雜；當生產現場中電纜兩側母線的進出線小于3根時，故障初始行波突變較小，運用小波分析方法檢測突變點可能失效；現有的測距算法的定位誤差較大，其主要來源包括行波速度、GPS授時精度、采樣頻率以及行波色散等多個方面。因此，研究一種高效可靠的GIS終端地下電纜在線測距方法具有重大意義。

發明內容

基于此，本發明提供了一種GIS終端電纜故障在線測距方法。

在GIS終端電纜兩端分別安裝電流傳變裝置，同步采集所述GIS終端電纜兩端三相護套的故障電流行波信號；

采用數字濾波方法濾除采集到的所述故障電流行波信號中的白噪聲、脈沖噪聲和高頻振蕩噪聲；

消除經濾波后的所述故障電流行波信號中的外模量干擾信號和內模量干擾信號；

采用多尺度小波變換法或者導數法獲取所述故障電流行波信號突變點所對應的采樣點序列；

通過辨別初始行波、濾除小干擾行波、識別故障點反射波和推測故障點反射波的方式識別所述故障電流行波信號；

根據上述識別結果進行測距。

與一般技術相比，本發明GIS終端電纜故障在線測距方法利用傳感器準確傳變故障電流行波信號后，采用數字濾波方法和相電流相加的方法消除了大部分噪聲干擾和模量干擾，在以小波分析方法或導數法求解信號中突變點序列后，定量地識別故障點反射波，并根據行波識別結果選取合適的測距算法進行測距。本發明具有較強的適用性、可靠性和實用性，自動化水平較高，其故障定位的精確性能夠滿足地下電力電纜系統故障測距的要求。

附圖說明

圖1為本發明GIS終端電纜故障在線測距方法的流程示意圖；

圖2為GIS終端電纜故障在線測距方法的仿真示意圖；

圖3為交替混合濾波器濾除白噪聲的效果圖；

圖4為交替混合濾波器濾除脈沖噪聲的效果圖；

圖5為交替混合濾波器濾除高頻振蕩噪聲的效果圖；

圖6為信號突變點位置分布圖之一；

圖7為信號突變點位置分布圖之二。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本發明的技術方案，進行清楚和完整的描述。

請參閱圖1，為本發明GIS終端電纜故障在線測距方法的流程示意圖。本發明GIS終端電纜故障在線測距方法，包括以下步驟：

S101在GIS終端電纜兩端分別安裝電流傳變裝置，同步采集所述GIS終端電纜兩端三相護套的故障電流行波信號；

作為其中一個實施例，采用基于羅氏線圈原理的穿芯式電流傳感器傳變三相電纜護套接地線的故障電流行波信號。

在電纜兩端的金屬護套接地線處安裝適宜傳變高頻行波信號的羅氏線圈電流傳感器以監測三相護套電流信號，并采用高速同步采樣裝置記錄電纜兩端的故障電流行波i_A1、i_B1、i_C1以及i_A2、i_B2、i_C2，其采樣頻率不低于100MHz，時鐘同步系統GPS的授時誤差不大于30ns。

S102采用數字濾波方法濾除采集到的所述故障電流行波信號中的白噪聲、脈沖噪聲和高頻振蕩噪聲；

作為其中一個實施例，采用圓形結構元素的交替混合濾波器濾除所述故障電流行波信號中的白噪聲；