[发明专利]一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配网电缆的故障定位方法，特别是一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展和城市电网改造工作的开展，配电线路大量采用电力电缆供电，电缆其安全、可靠、隐蔽性好等优点显而易见。但是由于电缆多埋于地下，一旦发生绝缘故障，需要进行开挖维修，但开挖工程往往需要市政机构来批准，如果测距精度不高，这会增加开挖工作量和用户停电时间，对配电网络的可靠性和经济性产生相当不利的影响。根据配网电缆实际维修需要，配网电缆测距绝对误差应该控制在10m之内。目前，单相接地故障是配网电缆中发生概率最高的故障类型，约占所有故障次数的80％，及时准确地对单相接地故障进行故障测距，控制测距绝对误差在10m之内，对加速排除电缆故障，提高供电可靠性，减少故障修复费用及停电损失具有重大的意义。

目前用在线路单相接地故障定位的方法主要有两种。第一种是行波法，行波法是通过测量电压、电流行波在故障点及母线之间的传播时间来确定故障距离，因为行波的故障测距技术不受系统参数、串补电容、线路不对称及互感器变换误差等因素的影响，在两端接地的输电线路应用十分广泛，但是在配网电缆单相接地故障中，由于配网的两端不接地结构，故障行波十分微弱，使用行波测距法，所获得的位置的绝对误差通常在几十米，，最小绝对误差仅在三十米左右，最大绝对误差甚至达到一百米以上。

基于电缆数学模型的故障分析法是另外一种方法。目前最常使用的传输线分布参数数学模型表达式：

u(t)＝u_m(t)cosh(rx)-i_m(t)z_csinh(rx)

i(t)＝-(u_m(t)÷z_c)sinh(rx)+i_m(t)cosh(rx)

由上述传输线表达式可以由始端电压和始端电流可以得到电缆线路上任意一点电压和电流。通过使用以上的传输线分布参数数学模型，根据单相接地故障时的边界条件，就可以得到故障距离。但是该传输线分布参数数学模型表达式忽略了距离的多阶无穷小，且不能处理故障暂态过程，故使用该传输线分布参数数学模型的故障分析法的配网电缆故障定位精度尚不能达到实用要求。以5km的配网电缆定位为例，定位精度如下表1，

表1电缆全长5km，不同过渡电阻时仿真结果比较

在故障分析法中，电缆数学模型的有效和精确构建是此定位方法的基础。电缆分布参数数学模型越精确，故障定位精度越高，现有的传输线分布参数数学模型表达式忽略了距离的多阶无穷小，且不能处理故障暂态过程，在实际使用中精度不够。因此，找到一个考虑多阶距离无穷小的更为精确的电缆模型是故障分析法一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种配网电缆单相接地故障的故障定位方法，它可以根据使用者的实际精度要求，准确地确定故障位置，测距绝对误差完全可以控制在10m之内，满足配网电缆实际维修开挖的要求，显著地减少故障修复费用及停电损失。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有如下的步骤：

(1)、针对发生单相接地故障的配网电缆，在某一采信时间段内实时采集首端的三相电流瞬时信号i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)和三相电压瞬时信号u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)，同时，采集末端的三相电流瞬时信号i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)和三相电压瞬时信号u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)；获取电信号i_mA(t)、i_mB(t)、i_mC(t)、u_mA(t)、u_mB(t)、u_mC(t)、i_nA(t)、i_nB(t)、i_nC(t)、u_nA(t)、u_nB(t)、u_nC(t)的时间间隔均为T，且0.05ms≤T≤5ms；