[發明專利]一種單芯海纜接地環流故障檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202210192557.4
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114755527A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 楊玉新;劉玉成;孫奇;慶格爾;叢龍飛;龐鈞耀;楊海超;李鵬;王樂
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究總院有限公司華北電力試驗研究院;中國大唐集團科學技術研究總院有限公司;大唐汕頭新能源有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 李青

本發明公開了一種單芯海纜接地環流故障檢測方法及系統，通過實時獲取單芯海纜線芯層、護套接地層及鎧裝接地層各層的電流數據，所述電流數據，包括：幅值和相位信息；根據各層的電流數據，利用預設數學模型，計算線芯不同電流，所對應的護套和鎧裝電流的幅值和相位；通過實時監測不同線芯電流下所對應的護套和鎧裝的電流幅值和相位，利用預設算法，生成護套接地電流幅值、護套接地電流相位、鎧裝接地電流幅值、鎧裝接地電流相位分別隨線芯電流變化而變化的曲線方程；通過預設樣本庫，利用預設診斷算法，判斷單芯海纜接地環流是否故障。通過增加測量位置和增加測量電流的相位信息來達到準確分析電纜運行狀態，并查找海纜護套和鎧裝的隱藏缺陷。

技術領域

本發明涉及電纜技術領域，具體涉及一種單芯海纜接地環流故障檢測方法及系統。

背景技術

海纜線芯有電流流過時，由于電磁感應原理，在金屬護套和金屬鎧裝中會有感應電壓，一般海纜兩端的護套和鎧裝都是直接接地的，所以在護套和鎧裝中會有較大的感應電流流過。如圖1所示，目前單芯海纜護套和鎧裝環流監測示意圖，圖1只展示了其中一相海纜的監測情況，有2個探頭，分別監測護套和鎧裝的電流，監測狀態量為電流的幅值。實際情況為海纜每端有ABC三相，還有中性點，即海纜每端有8個探頭。

目前，海纜檢測技術多沿用陸上電纜的檢測方法，只檢測接地電流值的大小。但是，海纜與陸纜的結構差別較大。比如，陸纜的線芯外部只有一層金屬屏蔽，且金屬屏蔽對地有外護套進行絕緣；而海纜的線芯外層有護套和鎧裝兩層金屬導體，護套和鎧裝之間使用半導電護套，鎧裝外層則涂有瀝青，再浸泡在水中，水中部分可以看做多點接地。所以，海纜和陸纜的接地環流流經的回路不同，環流大小差別也較大。另外，現有技術的診斷判據一般為電流幅值的閾值、電流幅值的變化率，但是由于單芯海纜的電流幅值受線芯電流影響大，造成以幅值閾值做比較會有較大誤差。存在不能對海纜運行中各金屬層之間的等效阻抗進行分析，無法查找出某些細微的阻抗類的風險。

發明內容

因此，本發明提供的一種單芯海纜接地環流故障檢測方法及系統，克服了現有技術中不能對海纜運行中各金屬層之間的等效阻抗進行分析，無法查找出某些細微的阻抗類的缺陷。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種單芯海纜接地環流故障檢測方法，包括：

實時獲取單芯海纜線芯層、護套接地層及鎧裝接地層各層的電流數據，所述電流數據，包括：幅值和相位信息；

根據各層的電流數據，利用預設數學模型，計算線芯不同電流，所對應的護套和鎧裝電流的幅值和相位；

通過實時監測不同線芯電流下所對應的護套和鎧裝的電流幅值和相位，利用預設算法，生成護套接地電流幅值、護套接地電流相位、鎧裝接地電流幅值、鎧裝接地電流相位分別隨線芯電流變化而變化的曲線方程；

根據護套接地電流幅值、護套接地電流相位、鎧裝接地電流幅值、鎧裝接地電流相位分別隨線芯電流變化而變化的曲線方程，通過預設樣本庫，利用預設診斷算法，判斷單芯海纜接地環流是否故障。

可選地，所述故障，包括：注意、異常、嚴重。

可選地，樣本庫包括：當單芯海纜接地環流不存在故障時，護套接地電流幅值、護套接地電流相位、鎧裝接地電流幅值、鎧裝接地電流相位分別隨線芯電流變化而變化的曲線方程。

可選地，所述預設診斷算法，包括：

根據護套接地電流幅值、護套接地電流相位、鎧裝接地電流幅值、鎧裝接地電流相位分別隨線芯電流變化而變化的曲線方程，通過預設樣本庫，生成護套接地電流幅值的變化率與線芯電流幅值的變化率的比值、鎧裝接地電流幅值的變化率與線芯電流幅值的變化率的比值、護套接地電流相位與線芯電流相位差分層度、鎧裝接地電流相位與線芯電流相位差分層度；

根據比值及相位差分層度，結合三級預設閾值，判斷單芯海纜接地環流是否故障。