【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及供電可靠性，尤其涉及一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法。
技術介紹
1、中壓電纜因傳輸容量大、占地面積小、維護工作量少等特點，在城市、礦場、海上風電等高可靠輸配電場所得到大量應用。大量實測數據表明，中壓電纜早期故障在電氣特征上表現為永久故障前的重復性瞬時電力擾動（khz級），雖然擾動幅值小、持續時間短，不會觸發保護動作，但該類擾動可被配網中具備波形監測能力的裝置記錄到。
2、目前，早期故障狀態的高效識別可以通過基于電力擾動的監測分析。電力擾動中包含大量早期故障狀態信息，并可沿電纜線路遠距離傳播。并且隨著配網信息化的不斷發展，配網中已有大量擾動波形監測裝置（包括故障錄波儀、電能質量監測裝置、故障指示器等）可實現電力擾動（khz）監測，為基于電力擾動監測的中壓電纜狀態感知提供了重要的數據支撐，對于實際應用有重要意義。
3、對電纜異常狀態的監測主要依賴于對有限特征量的認知，其中包括介質損耗、絕緣電阻、局部放電、溫度等，這些特征量均能在一定程度上反應電纜的異常狀態。但是現有針對電纜異常狀態發展全過程的研究并未覆蓋到電纜全壽命周期，特征量不能覆蓋電纜異常狀態全過程。更重要的是，中壓電纜通常為三芯電纜，三相電纜屏蔽層在電纜兩端直接接地，增大了對電纜異常狀態監測的難度，因為它導致屏蔽層電流分布復雜化、多路徑電流干擾和電磁干擾等問題，使得故障信號的識別和定位更加困難。
技術實現思路
1、為了解決中壓電纜故障識別和定位困難的問題，本專利技術提出一種基于
2、本申請公開了一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，包括以下步驟：
3、s1、獲取末端屏蔽層接地電流的監測數據；
4、s2、根據s1獲取的數據計算末端屏蔽層接地電流的有效值和瞬時值，并建立觸發檢測判據；
5、s3、通過觸發檢測判據，檢測是否觸發故障預警，若觸發了故障預警，則啟動故障錄波，獲取故障波形；
6、s4、根據s3獲取的故障波形計算故障持續時間和故障持續采樣點數，根據故障持續時間和故障持續采樣點數判斷故障是否為早期故障；
7、s5、通過比較末端屏蔽層接地電流有效值幅值與特定閾值的大小，判斷早期故障區段是否為故障下游區段或非主干故障區段；
8、s6、若故障區段不是故障下游區段或非主干故障區段，則計算末端屏蔽層電流與零序電流的交叉相關函數，并確定末端屏蔽層電流與零序電流間的最優延遲；
9、s7、根據s6獲得的最優延遲區分故障區段和故障上游區段。
10、優選的，所述末端屏蔽層接地電流有效值計算公式為：
11、
12、其中，為半波檢測信號的總采樣點數，為區段末端屏蔽層接地電流采樣信號，為采樣序列，為當前采樣點；
13、觸發檢測判據1：
14、末端屏蔽層接地電流有效值幅值越限，即：
15、
16、其中，為末端屏蔽層接地電流有效值幅值觸發閾值，，為額定電流有效值，為額定電流有效值系數；
17、觸發檢測判據2：
18、末端屏蔽層接地電流有效值突變量越限，即：
19、
20、其中，為末端屏蔽層接地電流有效值突變量觸發閾值，，為額定電流有效值系數。
21、優選的，所述末端屏蔽層接地電流瞬時值突變量計算公式為：
22、
23、其中，為信號一個周期采樣點數，為末端屏蔽層接地電流采樣信號；
24、觸發檢測判據3：
25、屏蔽層單端接地電流瞬時值突變量越限，即：
26、
27、其中，為末端屏蔽層接地電流瞬時值突變量觸發閾值，，為額定電流有效值系數。
28、優選的，所述s3包括以下步驟：
29、當末端屏蔽層接地電流符合觸發檢測判據1、觸發檢測判據2和觸發檢測判據3中任意一項時，觸發故障預警，此時啟動故障錄波以獲取故障波形。
30、優選的，所述s4包括以下步驟：
31、故障起始采樣點判據為：
32、
33、其中，為故障起始采樣點，為屏蔽層接地電流有效值，故障起始采樣點對應的時刻記為故障起始時刻；
34、故障結束采樣點判據為：
35、
36、其中，為故障結束采樣點，故障結束采樣點對應的時刻記為故障結束時刻；
37、所述故障持續時間為：
38、
39、所述故障持續采樣點數為：
40、
41、早期故障識別判據為：
42、當屏蔽層接地電流的故障持續時間內采樣點數小于故障識別閾值時，則表明該故障為早期故障，即：
43、
44、其中，為故障識別閾值，且，為監測裝置的采樣頻率，為基頻。
45、優選的，所述s5包括以下步驟：
46、故障下游區段和非主干故障區段的屏蔽層接地電流幅值要遠遠小于故障區段和故障上游區段的屏蔽層接地電流幅值，則通過設定一個特定閾值，當屏蔽層接地電流有效值幅值小于該特定閾值時，表明該故障區段為故障下游區段或非主干故障區段，即：
47、
48、其中，為基于屏蔽層接地電流有效值幅值的區段區分閾值，，為區段零序電流半波有效值，為零序電流有效值系數。
49、優選的，所述交叉相關函數如下：
50、
51、其中，表示該區段的零序電流和末端屏蔽層接地電流在延遲時的交叉相關值，為經過延遲的值；
52、當取最大值時，對應的即為末端屏蔽層電流與零序電流間的最優延遲。
53、優選的，所述s7包括以下步驟：
54、若末端屏蔽層電流與零序電流間的最優延遲滿足下式：
55、
56、則該早期故障區段為故障區段，否則為故障上游區段；
57、其中，為基于末端屏蔽層電流與零序電流的交叉相關性區段區分閾值，且，為監測裝置的采樣頻率，為基頻。
58、本專利技術的有益效果：
59、（1）本專利技術基于對屏蔽層接地電流故障波形的特征分析，提出末端屏蔽層接地電流幅值有效值或突變量的觸發檢測方法，進一步提出基于末端屏蔽層接地電流信號特性的早期故障識別方法，提高了中壓電纜早期故障識別的準確率和效率。
60、（2）通過本專利技術的實施，將形成中壓電纜“主動保護”技術路線，為促進保護由“事后保護”向“事前預警”轉變，為實現中壓電纜的“預防性保護”提供重要理論和實踐支撐，同時對于提升供電可靠性、避免因電纜故障造成重大事故有重要理論價值和工程意義。
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1.一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流有效值計算公式為：
3.根據權利要求2所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流瞬時值突變量計算公式為：
4.根據權利要求3所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述S3包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述S4包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述S5包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述交叉相關函數如下：
8.根據權利要求7所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述S7包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.一種基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流有效值計算公式為：
3.根據權利要求2所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述末端屏蔽層接地電流瞬時值突變量計算公式為：
4.根據權利要求3所述的基于屏蔽層電流的中壓電纜早期故障識別方法，其特征在于，所述s3包括以下步驟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張文海，李志遙，夏婉婷，胡金峰，戴健，何光華，陳凱，蘇磊，萬達，汪博燁，季歡歡，顧梟航，
申請(專利權)人：四川大學，
類型：發明
國別省市：
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