一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法

专利主权项内容

1.一种基于接地环流拟合曲线的电缆绝缘故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将三相单芯交叉互联接地电缆的接地环流在线监测系统模型，设计接地环流在线监测系统，在电缆两端的直接接地线和中间的交叉互联线处设置接地环流监测装置；O点、L3点为直接接地点位置，L1点和L2点为交叉互联节点位置；S2：模型中假设三段长度相等，段落编号为m、n、k，各段长度均为L，且三相负荷电流相同，忽略实际工程应用中的三相不平衡和三段长度不相等带来的影响，且模型应用中均用近似值替代精确计算；S3：取其中1条屏蔽层接地回路进行研究，如a1+b2+c3段，这三段的金属屏蔽层逐段连接，并与两端的直接接地线构成一条完整的通路；接地环流监测传感器为#1、#4、#9、#12，分别监测4个位置的电流数值；从O点开始，4个传感器监测的接地环流分别用I、I、I和I表示；1S2S3S4SS4：根据三相交叉互联接地方式的感应电压曲线，在L和L点处的感应电压最大(为U)，电缆线路两端，即O点和L点的感应电压为零；12SM3S5：绘制故障接地情况下的等效电路，R为直接接地电阻，R为故障接地电阻，均为固定值；R为线路上的金属屏蔽层电阻，X为线路上的金属屏蔽层电感，Rg为大地回路的电阻，均为与线路长度有关的函数；将其合并后记为线路阻抗Z=R+X+Rg，近似地，，A为单位长度的线路阻抗，/>直接接地点至故障接地点的距离；整个环路的阻抗为R+R+Z；01SSSSS01SS6：在故障接地点接近直接接地点O时，由于很小，则Z趋近于0，即Z<<R+R，忽略Z的影响，线路阻抗接近于固定值；SS01SS7：在故障接地点处于段落m时，L、L、L和故障接地点F处于同一回路，故L、L、L处的接地环流数值相等，即I=I=I；3213212S3S4SS8：当故障接地点F处于段落m且远离O点时，环路长度增大，则Zs线性增加，当Z>>R+R时，可忽略接地电阻，即环路阻抗R+R+Z≈Z，近似为/>的线性函数；则O点的接地环流，为一固定值；当故障接地点F趋近于L时，有/>=L，U=U，Z=A*L，则I(L)=U/(A*L)=I；据此得到故障节点F趋近于L时，I的特征值和变化趋势图；S0101SS1-SSmaxS1S1-SmaxSmax1-1SS9：当故障接地点F趋近于L时，L、L、L与F处于同一条支路，且U=U，则I(L)=I(L)=I(L)=U(L)/Z(L)=U/(A*2L)=I/2，这样，就得到故障接地点趋近于L时，其他三个监测点的另一组特征值；1-321SSmax2S1-3S1-4S1-S1-S1-SmaxSmax1-S10：当故障接地点F位于L右侧，即F趋于L时，O点、L点和F点处于同一回路，且回路I的线路长度为L，回路II的线路长度为2L；I(L)=I(L)=U/Z=U/(A*L)=I；L点、L点和F点处于同一条支路，I(L)=I(L)=U/Z=U/(A*2L)=I/2；这样就得到故障接地点趋近于L时，四个监测点的一组特征值；11+11S1+2S1+SmaxSSmaxSmax323S1+4S1+SmaxSSmaxSmax1+S11：当故障接地点F位于L左侧，即F趋于L时，O点、L点和F点处于同一回路，且回路I的线路长度为2L，回路II的线路长度为L；I(L)=I(L)=U/Z=U/(A*2L)=I/2；L点、L点和F点处于同一条回路，I(L)=I(L)=U/Z=U/(A*L)=I；这样就得到故障接地点趋近于L时，四个监测点的一组特征值；22-11S2-2S2-SmaxSSmaxSmax323S2-4S2-SmaxSSmaxSmax2-S12：当故障接地点F位于L右侧，即F趋于L时，O点、L点、L点和F点处于同一回路，且回路I的线路长度为2L，回路II的线路长度为L；I(L)=I(L)=I(L)=U/Z=Ux/(A*2L)=I/2；L点和F点处于同一条回路，I(L)=U/Z=U/(A*L)=I；这样就得到故障接地点趋近于L时，四个监测点的一组特征值；22+121S2+2S2+3S2+SmaxSSmaSmax34S2+SmaxSSmaxSmax2+S13：当故障接地点F位于L左侧，即F趋于L时，情况与F点趋近于O点相似；O点、L点、L点和F点处于同一回路，且回路I的线路长度为3L，回路II的线路长度近似为0；此时I(L3)=I(L3)=I(L)=U/Z=0/(A*3L)=0，I(L)=U/Z=0/(R+R)=0；这样就得到故障接地点趋近于L时，四个监测点的一组特征值；33-121S-2S-3S3-SS4S3-SS013-S14：与故障接地点F位于段落m时的I变化规律相同，故障接地点F位于段落k时，在F趋近于L时，I线性变化；而F点趋近于L时，I近似为固定值；1S34S24SS15：当故障接地点F位于线路中部M点时，O点、L点和F点处于同一回路，L点、L点和F点处于同一回路，且回路I和回路II的线路长度均为3/2L；此时这样就得到故障接地点位于线路中点M时，四个环流监测点的一组特征值；132S16：分别将I、I、I和I在O点、L点、M点、L点、L点发生故障接地时的特征值连线，得到一组特征曲线，即为故障接地点F出现在线路不同位置时，4个监测点的接地环流特征曲线；1S2S3S4S123S17：在4个监测点的接地环流特征曲线上，选择一个横坐标，对应得到I、I、I、I的相应数值，根据4个接地环流的数值关系，可以判断是否有故障接地，并判断其段落位置；1S2S3S4SS18：当I=I=I=I≈0时，线路上无故障接地点；当I>>I=I=I，且I=I=I≈0时，可判断故障接地点位于段落m，且靠近O点一侧。1S2S3S4S1S2S3S4S2S3S4S