[發明專利]一種電纜故障及運行狀態的綜合監測方法及系統

在審

• 申請號: 202010981630.7
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112363008A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 劉勇村;洪云;陳浩鑫
• 申請（專利權）人: 廣州長川科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/165;G01R19/04;G01R31/52;G01R25/00
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 楊樹民

1.一種電纜故障及運行狀態的綜合監測方法，其特征在于，所述電纜故障及運行狀態的綜合監測方法通過采集金屬護層電流不同頻率下的幅值、相位信息，進行電纜故障點計算，分析電纜是否發生故障；

根據判定的故障，進行故障類型判斷，并進行電纜故障的定位；

將獲取的電纜故障點數據、故障類型、故障定位點信息發送至后臺。

2.如權利要求1所述的電纜故障及運行狀態的綜合監測方法，其特征在于，所述電纜故障及運行狀態的綜合監測方法具體包括：

步驟1，護層電流傳感器接收金屬護層電流數據并上傳至綜合監測終端；

步驟2，如果綜合監測終端接收到行波高頻電流信號，則檢查工頻電流是否超過閾值，如果超過則進入步驟3，如果沒超過則判斷為電纜隱患放電故障；

步驟3，對接收到的高頻、工頻數據進行故障錄波；

步驟4，對工頻電流數據觸發相數進行判斷，如果三相都超過閾值，則判斷為三相短路故障，如果兩相超過閾值，則判斷為兩相短路故障，如果單相超過閾值，則判斷為單相接地故障；

步驟5，綜合監測終端接收到電纜故障/隱患信號，根據高頻行波電流判斷原則，記錄t₁，t₂，t₃時刻；

步驟6，根據公式(1)、公式(2)計算v、x₁；

步驟7，將計算結果上傳至后臺，并進行報警。

3.如權利要求2所述的電纜故障及運行狀態的綜合監測方法，其特征在于，步驟5中，脈沖信號波谷到波峰及波峰到波谷的時間差為最小的兩個，且幅值為最大，根據波頭的兩個特征定義波峰幅值的50％處，即a，b之間的時間差為t_p，t_p最小且幅值最大的波峰認定從故障點反射回來的脈沖信號的波頭，依次自動記錄t₁，t₂，t₃。

4.如權利要求2所述的電纜故障及運行狀態的綜合監測方法，其特征在于，步驟6中，公式(1)、公式(2)如下：

x₁即為電纜故障點/隱患點定位位置；

電纜故障及運行狀態的綜合監測系統用M表示，距離電纜首端即變電站A的距離為L₁，距離電纜末端即變電站B的距離為L₂，t₀時刻變電站A與監測點M之間F點發生故障或隱患；t₁為金屬護層感應到的高頻行波電流往變電站B傳輸時到達監測點時刻，t₃為金屬護層感應到的變電站B反射行波高頻行波電流達到監測點時刻；t₂為金屬護層感應到的高頻行波電流往變電站A傳輸反射后到達監測點的時刻。

5.一種電纜故障及運行狀態的綜合監測系統，其特征在于，所述電纜故障及運行狀態的綜合監測系統包括：

護層電流傳感器，具備實時高速采樣金屬護層工頻、高頻行波電流能力；用于監測電纜金屬護層工頻、高頻電流；

取電電流傳感器，具有電磁效應的電流互感器，通過電磁感應原理產生感應電動勢為綜合監測終端供電；

綜合監測終端，在接收到護層電流傳感器的采樣數據后，進行數據處理，分析；并將分析結果通過數據通訊單元傳輸至后臺。

6.如權利要求5的電纜故障及運行狀態的綜合監測系統，其特征在于，所述護層電流傳感器之間的通信通過RS485串口進行通信。

7.如權利要求5的電纜故障及運行狀態的綜合監測系統，其特征在于，所述綜合監測終端采用FPGA加ARM架構，FPGA包括信號采集單元、信號處理單元、AD采樣單元；用于數據采樣及信號觸發的處理；

ARM包括通信單元、存儲單元、報警裝置、護層電流傳感器控制單元；用于在接收到護層電流傳感器信息后，在存儲單元進行存儲，通過護層電流傳感器控制單元分析電纜是否發生故障，如判定發生故障后，進行故障類型判斷，最后進行電纜故障的定位，并將護層電流傳感器數據、故障類型、故障定位點通過通信單元發送至后臺；并通過報警裝置進行報警。