[發(fā)明專利]一種護(hù)套層和鎧裝層接地故障的電力電纜定位方法

在審

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• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111638423A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王媛媛;宋勤;曾祥君;李澤文;郭永生;謝超
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種護(hù)套層和鎧裝層接地故障的電力電纜定位方法，包括以下步驟：在電纜線路首端的戶外終端頭上安裝電壓互感器，通過電壓互感器分別測量纜芯層、護(hù)套層和鎧裝層的三相電壓信號；在電纜線路首端的戶外終端頭上安裝電流互感器；通過電流互感器分別測量纜芯層、護(hù)套層和鎧裝層的三相電流信號；計算故障點(diǎn)處各層回路的正序、負(fù)序、零序的電壓和電流；計算接地電流；進(jìn)而計算出電纜線路的故障位置。本發(fā)明的故障定位方法不受故障電阻的影響，只需根據(jù)電纜線路首端測量的電壓和電流信息便能有效定位電纜線路接地隱患，極大減少電纜線路發(fā)生單相接地故障幾率，具有計算方法簡便、實用、定位精度高的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種護(hù)套層和鎧裝層接地故障的電力電纜定位方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市用電量與日俱增，城市供電網(wǎng)絡(luò)從架空線路向電纜轉(zhuǎn)化。但因電纜質(zhì)量與城市管網(wǎng)施工的影響，故障時有發(fā)生。然而，電纜一旦發(fā)生故障，找到故障點(diǎn)直至修復(fù)故障，將花費(fèi)很長的時間，極大的降低了供電可靠性。因此，及時發(fā)現(xiàn)電纜故障隱患并準(zhǔn)確的對故障進(jìn)行定位，對于保證配電網(wǎng)安全運(yùn)行具有重要意義。

目前，許多學(xué)者對此進(jìn)行了大量的研究，提出了諸多故障定位方法?，F(xiàn)有的故障定位方法按照不同的原理可以分為行波法和阻抗法。其中，行波法的主要優(yōu)勢在于受輸電線路的運(yùn)行方式、過渡電阻、互感器變換誤差以及線路參數(shù)沿走廊分布不均勻等因素的影響比較小。但行波法存在難以確定實際波速，采樣頻率要求較高，易受其他設(shè)備干擾等不足。同時，行波法還有一個主要缺陷是過于依賴波頭的檢測，若波頭檢測失敗則無法進(jìn)行測距，且波頭后的故障暫態(tài)數(shù)據(jù)也將無法用于測距，行波法用于電力電纜存在可靠性問題。阻抗法考慮了電纜的電容效應(yīng)，但是模型只考慮了電纜芯導(dǎo)體，無法實現(xiàn)電纜護(hù)套層和鎧裝層接地故障的定位，在故障定位精度上仍有缺陷。

為此，本發(fā)明方法對電纜物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析，首創(chuàng)性的將電纜結(jié)構(gòu)中的護(hù)套層和鎧裝層區(qū)分開來，發(fā)明了一種不受故障電阻影響的電纜故障精確定位方法，力圖在電纜出現(xiàn)故障時能及時、準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，迅速排除故障，避免由電纜線路外層絕緣破壞向單相接地故障演變，對于保障電纜線路長期安全運(yùn)行、電纜故障后及時恢復(fù)正常供電具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有電纜故障定位方法所存在的定位精度低的問題，本發(fā)明提出了一種護(hù)套層和鎧裝層接地故障的電力電纜定位方法，解決了接地電阻影響定位精度的問題，提高了電纜故障定位的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案包括如下步驟：

步驟1：在電纜線路首端的戶外終端頭上安裝電壓互感器；分別測量纜芯層的三相電壓信號護(hù)套層的三相電壓信號鎧裝層的三相電壓信號

步驟2：在電纜線路首端的戶外終端頭上安裝電流互感器；分別測量纜芯層的三相電流信號護(hù)套層的三相電流信號鎧裝層的三相電流信號

步驟3：利用下式計算出電纜線路故障距離D：

式中，E_r、F_r、G_r、H_r和J_r分別是系數(shù)E、F、G、H和J的實部，E_i、F_i、G_i、H_i和J_i分別是系數(shù)E、F、G、H和J的虛部；L為電纜線路全長；為電纜護(hù)套層單位阻抗；為電纜鎧裝層單位阻抗；為護(hù)套層首端電壓；為鎧裝層首端電壓；為護(hù)套層故障點(diǎn)電流；為鎧裝層故障點(diǎn)電流；n為1、2和0，分別代表正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)。