[發明專利]一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法

在審

• 申請號: 202011451559.8
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112611940A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 于鑫;周大松;張方;劉呈昌;趙藝;董鑫;范孟哲;王偉陽;葛雷;杜峰
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司丹東供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 姜婷婷

1.一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：采用多種傳感器采集影響電纜松動狀態的電氣參數以及外部環境參數；

步驟2：將采集到的電氣參數以及外部環境參數經過數據篩選計算后，得到的相關系數形成完整的電纜接頭松動事故數據特征模型，用于進行電纜接頭松動程度的判斷；

步驟3：根據步驟2中已經獲得的系數，將每一個系數賦予對應的權值，求出均方根，考慮電纜接頭使用年限修正系數，得到電纜接頭松動狀態綜合評估值A，

r為電纜接頭使用年限；m為電纜接頭預估使用年限；

若A值小于1代表電纜接頭處于擰緊狀態，若A值處于1到10之間代表電纜接頭處于半松動狀態，大于10代表電纜接頭電網處于完全松動狀態。

2.根據權利要求1所述的一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法，其特征在于所述的步驟1中，電氣參數采集包括采集電纜接頭的接觸電壓U₁，k次諧波分量U_K，電纜接頭的最大接觸電流I_max,電纜接頭的最小接觸電流I_min，電纜接頭電弧的電壓幅值U_m，短路電流I_S，線路過載時間t_Ls，線路輕載時間t_Lq，負載額定輸出功率P'；外部環境參數的采集有電纜接頭表皮溫度T_F，電纜接頭附近的當前環境溫度T_S，空氣濕度λ，電纜外部溫度T_V；配電柜內表面的溫度T。

3.根據權利要求1所述的一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法，其特征在于所述的步驟2中相關系數包括電纜接頭溫度變化率系數、接觸電流畸變率系數、電弧能量系數和負載風險系數。

4.根據權利要求3所述的一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法，其特征在于所述的電纜接頭溫度變化率系數是指配電柜電纜接頭能夠承受溫度的能力，諧波會使電纜接頭過熱、壽命縮短甚至引發火災，因此在電纜接頭溫度變化率系數中加入了諧波相關指標；

考慮電纜接頭表皮溫度與環境溫度的偏差值T_F-T_S，利用其反正切關系乘上得到表面復合傳熱系數參數，再參考溫度變化合格率的計算方法：

得到參考值結合將電纜接頭的接觸電壓進行傅里葉級數分解得到的頻率與工頻相同的基波分量，以及頻率為工頻整數倍的k次諧波分量進行加權處理，推導出電纜接頭溫度變化率系數A_T，

形成完整的電纜接頭松動事故數據特征模型的電纜接頭溫度變化率系數A_T計算：

式中：γ為集膚效應因數；U₁為電纜接頭的接觸電壓；U_K為k次諧波電壓均方根值；k＝2,3,4,5,6；T_F為電纜接頭表皮溫度；T_S為電纜接頭附近的當前環境溫度。

5.根據權利要求3所述的一種基于實時數據采集的配電柜電纜接頭松動預警方法，其特征在于所述的接觸電流畸變率系數是指接觸電流幅值差超過規定范圍的能力；電纜接頭松動將導致線路線附加損耗增大以及多種保護和自動裝置誤動，在采集數據時間的范圍內總結出電纜接頭的最大接觸電流I_max和最小接觸電流值I_min，考慮最大、最小接觸電流的差值與峰值變化率結合最大、最小接觸電流的余弦化比值，在采集數據時間的范圍內進行積分，計算接觸電流畸變率與電纜接頭松動間的影響關系，推導出接觸電流畸變率系數A_I，

形成完整的電纜接頭松動事故數據特征模型的接觸電流畸變率系數A_I：

式中：I_max為電纜接頭的最大接觸電流；I_min為電纜接頭的最小接觸電流；t_Ls為線路過載時間；t_Lq為線路輕載時間；η_I為峰值變化率。