[發明專利]一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統及方法

在審

• 申請號: 202111282840.8
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113884819A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 牟大林;林圣;張馨勻;張斐然
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

1.一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統，其特征在于，包括一個主系統和一個輔系統；主系統包括電源模塊、原信號采集模塊、模擬數字信號轉換模塊、無線接收模塊、單片機模塊、變電站終端無線發送模塊6個部分；輔系統包括電源模塊、原信號采集模塊、模擬數字信號轉換模塊、單片機模塊、無線發送模塊5個部分，主系統和輔系統所有模塊均與各自系統中單片機模塊相連，電源模塊實現給整個系統進行供電；

輔系統的原信號采集模塊通過在電纜接頭兩側安裝的霍爾電流傳感器采集電纜接頭兩側的電流信號；模擬數字信號轉換模塊將采集的電流模擬信號轉換為單片機模塊可讀取的數字信號；無線發送模塊將輔系統中的數字信號發送給主系統；

主系統的原信號采集模塊通過在電纜接頭兩側安裝的霍爾電流傳感器采集電纜接頭兩側的電流信號；模擬數字信號轉換模塊將采集的電流模擬信號轉換為單片機模塊可讀取的數字信號；無線接收模塊接收輔系統發送的電流數字信號；單片機模塊將接收的輔系統電流信息和主系統電流信息進行做差，以識別電纜接頭是否發生故障；變電站終端無線發送模塊將電纜接頭狀態和位置信息發給變電站終端，進行相應的顯示。

2.一種牽引供電系統電纜接頭故障定位方法，其特征在于，使用如權利要求1所述的牽引供電系統電纜接頭故障定位系統，具體實現步驟如下：

A、電纜接頭數據采集

在一條牽引供電系統M個電纜接頭兩端分別安裝電纜接頭故障定位主系統和輔系統，以采樣率F_s采集第m個電纜接頭兩端的電流信號i_Am(t)、i_Bm(t)，其中，m＝1,2,…,M，t表示采樣時刻；

B、電纜接頭故障檢測

對采集的電纜接頭兩端的電流信號i_Am(t)、i_Bm(t)進行濾波處理，將兩端的電流信號i_Am(t)、i_Bm(t)做差，得到電流差值Δi_m(t)＝i_Am(t)-i_Bm(t)，將檢測電纜接頭電流差值與設定的保護閾值Δk_set進行比較，若Δi_m(t)Δk_set，則判定當前第m個電纜接頭發生故障，否則，則判定當前第m個電纜接頭沒有故障；

C、電纜接頭故障定位

采用GSM/GPRS無線傳輸技術，將牽引供電系統電纜中每個接頭的狀態信息發送至牽引變電站終端系統，終端系統顯示出接收的電纜接頭狀態信息和位置信息。

3.根據權利要求2所述的牽引供電系統電纜接頭故障定位方法，其特征在于，所述步驟A中采樣率F_s為10kHz。

4.根據權利要求2所述的牽引供電系統電纜接頭故障定位方法，其特征在于，所述步驟B中設定的保護閾值Δk_set為0.01pu。

5.根據權利要求2所述的牽引供電系統電纜接頭故障定位方法，其特征在于，所述終端系統采用LabView設計人機交互界面，直觀顯示電纜接頭狀態信息和位置信息。