[發明專利]一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202210055054.2
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114487732A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 任廣振;趙深;曹俊平;劉黎;李乃一;周象賢;王少華;黃勃;王成珠;夏雯;王云鶴;雍靜;王曉靜;謝錫蘭;李金鎖
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網浙江省電力有限公司;重慶大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法及系統。本發明通過電纜局部絕緣缺陷試驗獲取電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動信號；對電壓擾動信號的主要特征進行分析，得到不同特征參數的變化范圍，并對電壓擾動信號去噪后進行幅值轉換以提取特征參數；將所述電壓擾動信號的特征參數用于電纜局部絕緣缺陷檢測，先對電壓擾動信號的閾值進行檢測，判斷其是否超出正常閾值，然后判斷電壓擾動信號的特征參數是否符合要求，并對下一個周期信號重復判斷，以評估電纜局部絕緣缺陷的嚴重程度。本發明利用電纜運行時的電壓擾動信號判斷電纜局部絕緣缺陷，能夠及時預警便于檢修，避免局部絕緣缺陷發展成永久性故障。

技術領域

本發明涉及電纜絕緣檢測技術領域，尤其是一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法及系統。

背景技術

在電力電纜及接頭的生產、安裝和運行過程中，不可避免出現局部絕緣缺陷，該缺陷常常由局部放電開始，經由輕度到重度的局部放電過程，逐漸發展成初期故障，在歷經一定時間的初期故障階段后，最終形成永久性絕緣故障，導致電力電纜保護跳閘，引起停電。由于電力電纜通常地下敷設，故障查找和檢修困難，由故障導致的停電恢復時間一般較長，影響電力系統的運行可靠性。

電力電纜局部絕緣缺陷發展到一定程度形成的初期故障表現為電壓波形一定程度的畸變，該畸變波形持續時間短、幅度小，并且可以自恢復，不會引發繼電保護設備動作。如果能夠在電力電纜絕緣的初期故障階段及時檢測出該故障，發出預警及安排檢修，即可避免因為電纜絕緣永久性故障保護跳閘導致的無計劃停電。

發明內容

本發明提供一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法及系統，用以解決電纜局部絕緣缺陷特征的檢測問題。

為此，本發明采用的一種技術方案為：一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其包括：

通過電纜局部絕緣缺陷試驗獲取電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動信號，對所述的電壓擾動信號進行統計分析；

對所述電壓擾動信號的主要特征進行分析，得到不同特征參數的變化范圍，并對電壓擾動信號去噪后進行幅值轉換以提取特征參數；其中，所述不同特征參數的變化范圍用于檢測電纜局部絕緣缺陷；

將所述電壓擾動信號的特征參數用于電纜局部絕緣缺陷檢測，先對電壓擾動信號的閾值進行檢測，判斷其是否超出正常閾值，然后判斷電壓擾動信號的特征參數是否符合要求，并對下一個周期信號重復判斷，以評估電纜局部絕緣缺陷的嚴重程度。

通過上述方法有效地解決了現有保護不能檢測出電纜絕緣局部絕緣缺陷產生的電壓擾動的問題。

本申請的一種實施方式中，電壓擾動波形通過試驗獲取，試驗的主要流程如下：

搭建電纜局部絕緣缺陷試驗平臺，對試驗電纜制作人為局部絕緣缺陷，利用高壓探頭測量電纜的相對地電壓，通過示波器采集并存儲電壓數據；

通過逐級升壓的方式，觀測示波器中電壓波形的變化直至觀測到電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動波形；重復試驗獲取電纜局部絕緣缺陷時電壓擾動波形數據。

本申請的一種實施方式中，對觀測到的電壓擾動波形進行統計分析，電纜局部絕緣缺陷在電壓波形上形成的畸變擾動，其特征歸納如下：

1)畸變起始點發生在電壓波形峰值前后，與峰值處距離ΔT(周波)，ΔT＝-0.1～+0.05；起始點為負表示發生在峰值前，起始點為正表示發生在峰值后；

2)畸變波形呈現不對稱U形；

3)畸變波形跌落深度范圍ΔU(電壓)為0.1～0.9倍正常電壓峰值；

4)U形畸變上疊加頻率和幅值不等的高頻振蕩分量；

5)U形畸變持續時間Δt(周波)為1/8～1/4周波；