[發明專利]一種高壓電力電纜外護套故障在線定位方法

有效

• 申請號: 201310248193.8
• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103487727A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 羅致遠;詹威鵬;陳騰彪;吳彥志;周慶堅;江克宜;鄔韜;魏前虎;李高峰
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明屬于電力設備的在線監測技術領域，具體涉及一種高壓電力電纜外護套故障在線定位方法。?

背景技術

110kV及以上電壓等級電力電纜一般為單芯設計，為了消除電纜金屬護套上的感應電壓過高而帶來的感應電流過大，導致電纜外護套發熱嚴重的現象。在長距離傳輸時，一般采用三相電纜金屬護套交叉互聯換位方式實施，利用三相的相位相差120°來抵消或者減小護套上感應電壓，避免外護套絕緣擊穿，減小接地環流值。電纜外護套是電力電纜最外層保護，是電纜的第一層的保護，也是最容易受外力破壞的位置，所以對電力電纜外護套的故障監測是非常重要的，特別是對于直埋式電纜。由于各種原因外護套遭破損后形成直接接地點，造成電纜的多點接地故障，從而導致金屬護套的電流增加，電纜發熱直接導致電纜負荷降低，也會導致主絕緣的老化，嚴重時可導致電纜擊穿，本發明是為了及時發現此類故障并且對故障進行定位的一種方法。?

檢索發現，對于電力電纜外護套故障在線監測及定位方法比較少，而對于電力電纜的主絕緣的監測和故障定位比較多，在《供用電》雜?志中，第29卷第2期的《高壓單芯電纜外護套故障查測及修補方法》中對單芯電力電纜外護套故障給出了一些測試方法，其中也列舉了幾種現場故障定位方法，如電橋平衡法，當三相都有故障時恒流源燒穿法和脈沖定位法，這些都是已經成熟的應用到現場的方法。但是這些方法都是離線測試，并不適合在線測試，查找其他文獻中提到方法，火花實驗法，跨步電壓法雖然是帶電測試一種方法，但是畢竟是一種帶電測試儀器，需要人員來操作。?

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種高壓電力電纜外護套故障在線定位方法，解決了直埋式單芯電纜外護套破損導致接地故障情況下進行在線定位的難題，無需復雜的現場人工操作，只需要遠程控制定位系統，就可以利用軟件算法定位出護套破損的位置。?

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：?

一種高壓電力電纜外護套故障在線定位方法，包括以下步驟：?

步驟一、將一個完整的交叉互聯段電路分成三段，每段長度在500米，每段都有A，B，C三相組成，其線芯1都是相連的，每兩端段接頭處電纜護套2是斷開的，并在接頭處通過交叉互聯線7進行不同相位的交叉互聯，交叉互聯線7上套接有高頻電流傳感器5，交叉互聯方式為：第一段A相金屬護套層連接到B相第二段金屬護套層，第一段B相金屬護套層連接到C相第二段金屬護套層，第一段C相金屬護套層連接到A相第二段金屬護套層，在第二組接頭處，再進?行交叉互聯，最終，三段電纜通過兩端的直接接地線8實現兩端直接接地，粘貼在電纜護套2表層的金屬電極4通過同軸導線3與檢測單元9相連，高頻電流傳感器5通過同軸電纜線6與檢測單元9相連；檢測單元9與后臺服務器10之間無線傳輸；?

步驟二、高頻方波信號從檢測單元9發出，通過同軸導線3傳輸到金屬電極4上，通過電容作用耦合電纜金屬護套2上，信號變成高頻脈沖型信號，因為屏蔽層兩端都是接地狀態，所以信號會沿電纜往兩端傳輸，信號幅值與電極兩邊的等效阻抗成反比，此時高頻脈沖電流傳感器5上耦合到脈沖信號，此時信號為原波信號，當電纜金屬護套2有破損故障時，因為電纜為直埋式電纜，會造成電纜金屬護套2和土壤有接觸，造成微接地，可以等效看成屏蔽層和大地連接的電阻，電阻的大小體現出接地故障的嚴重程度，此處為不匹配點，所以高頻信號在此處會產生分流，并有部分能量反射，當高頻脈沖幅值足夠大時，其反射波會通過交叉互聯傳輸到另外一個接地處，此時在高頻電流傳感器5上耦合出反射波信號，高頻脈沖在接地故障點，產生反射波和電路分流波，原波和反射波都會通過高頻脈沖傳感器5耦合到監測單元9中，在監測單元9中計算出原波和反射波的時間差，利用雙脈沖時間差值來推算出故障點位置；?

具體定位計算方法，假如脈沖信號在電纜的傳輸速度為ｖ，原波與故障點的反射波時間差為△t，如下公式就可以計算出故障點到高頻脈沖傳感器距離x：?

x=12vΔt]]>

在電纜導體中的波傳輸的速度ｖ可以預先測試出來，再用一條已知長度的電纜，在端部接入一個脈沖，然后在端部做接收端，測試出原波和反射波的時間差，就可以計算出波在電纜中的速度。?