[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

本發明公開了一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統及方法，電纜接頭故障定位系統包括一個主系統和一個輔系統；在牽引供電系統M個電纜接頭兩端安裝主系統和輔系統，分別采集兩端的電流信號；根據兩端檢測電流信息做差與設定的保護閾值進行比較判定電纜接頭是否故障；把每個接頭的狀態信息和位置信息發送至牽引變電站終端系統，并顯示出電纜接頭狀態信息和位置信息。本發明能夠準確檢測電纜接頭故障；能夠實時顯示電纜接頭狀態信息和故障位置信息，可以及時查找和處理電纜接頭故障，對保證牽引供電系統的安全運行，提高電力系統穩定性并降低運行成本，具有重要的社會和經濟價值。

技術領域

本發明屬于電力電纜檢測定位技術，尤其涉及一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統及方法。

背景技術

隨著電力電纜運行時間和負荷的不斷增長，電力電纜的故障也越來越頻繁。由于電纜線路一般直接埋于地下或沿著電纜溝敷設，運行環境差，且電纜線路被分為若干段，電纜分支接頭數量眾多，受電纜張力等多因素因此導致電纜接頭成為了牽引供電系統電纜線路的薄弱環節。此外，隨著電力電纜運行時間和負荷的不斷增長，電力電纜的故障也越來越頻繁。由于電纜線路埋于地下，電纜接頭故障時無法通過直觀法直接發現故障點，若未能及時確定故障點并恢復供電，將帶來額外的停電損失。因此，對電纜接頭進行在線信息采集、監測以及故障發生后快速的定位研究，對縮短故障修復時間，盡快恢復供電，保證牽引供電系統不間斷的安全運行具有非常重要的意義。

由于電纜質量受種類、規格、施工工藝、運行方式等多方面因素影響，電纜接頭故障的原因存在較大差異。如由于施工工藝不佳可能導致金具接觸面處理較差，導致電纜接頭表面不清潔，接觸電阻過大；也有因為切割電纜工藝不佳導致導體損傷導致截面積減少引發電纜接頭發熱；甚至因為壓接機的壓力不足導致金具間隙大，從而增大接觸電阻引發電纜接頭發熱。因此，有必要針對電纜接頭故障進行檢測，以實時定位電纜接頭的故障。

然而，目前多是對電力電纜線路的故障識別和定位，如電力電纜故障識別的研究主要集中在電纜絕緣監測方面，在線絕緣檢測法主要包括直流分量法、直流疊加法、介質損耗角正切法、局部放電、低頻交流疊加法、接地線電流法等。由于電力電纜故障位置準確定位難度大，但是現實經濟價值和民生意義重大，所以，近年來越來越多的國內外學者投身于電纜故障定位研究中，然而卻忽略了電纜接頭這一薄弱環節。

綜上所述，有必要引入一種電纜接頭故障快速定位方法，減少因電纜接頭故障導致的時間和經濟損失。

發明內容

為了實現上述功能，本發明提供一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統及方法。

本發明的一種牽引供電系統電纜接頭故障定位系統，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。

本發明的一種牽引供電系統電纜接頭故障定位方法，使用上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