[发明专利]一种GIS终端电缆故障在线测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及电缆故障检测技术领域，尤其涉及一种GIS终端电缆故障在线测距方法。

背景技术

基于城市变电站建设成本及运行维护成本的考虑，GIS（Gas Insulated Switchgear，气体绝缘开关）装置在城市电网中得到广泛的应用，以GIS为终端的电缆线路也日益增多。传统的离线测距方法一方面存在着停电时间长、需专用检测仪器等缺陷；另一方面，由于GIS无外露导体部件，但为了能够施加电压进行离线故障定位，就需要解开电缆终端，这样会影响GIS免维护、免检修、安全可靠的优势，同时也会因拆装电缆终端而带来新的问题。

目前，电力电缆在线测距主要有阻抗法和行波法两大类，但GIS终端电缆在线测距存在以下难题：GIS终端内难以安装合适的行波信号传变装置；生产现场存在复杂的电磁干扰，采集到的行波信号中存在较多的白噪声和脉冲噪声；电缆各导体电流之间的强烈耦合而使得各导体电流中存在较复杂的模量干扰；故障行波在故障点、护套交叉互联点、护套直接接地点、母线以及相邻母线等阻抗不匹配点会发生复杂的折反射现象，采集到的信号中行波分量十分复杂；当生产现场中电缆两侧母线的进出线小于3根时，故障初始行波突变较小，运用小波分析方法检测突变点可能失效；现有的测距算法的定位误差较大，其主要来源包括行波速度、GPS授时精度、采样频率以及行波色散等多个方面。因此，研究一种高效可靠的GIS终端地下电缆在线测距方法具有重大意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一种GIS终端电缆故障在线测距方法。

在GIS终端电缆两端分别安装电流传变装置，同步采集所述GIS终端电缆两端三相护套的故障电流行波信号；

采用数字滤波方法滤除采集到的所述故障电流行波信号中的白噪声、脉冲噪声和高频振荡噪声；

消除经滤波后的所述故障电流行波信号中的外模量干扰信号和内模量干扰信号；

采用多尺度小波变换法或者导数法获取所述故障电流行波信号突变点所对应的采样点序列；

通过辨别初始行波、滤除小干扰行波、识别故障点反射波和推测故障点反射波的方式识别所述故障电流行波信号；

根据上述识别结果进行测距。

与一般技术相比，本发明GIS终端电缆故障在线测距方法利用传感器准确传变故障电流行波信号后，采用数字滤波方法和相电流相加的方法消除了大部分噪声干扰和模量干扰，在以小波分析方法或导数法求解信号中突变点序列后，定量地识别故障点反射波，并根据行波识别结果选取合适的测距算法进行测距。本发明具有较强的适用性、可靠性和实用性，自动化水平较高，其故障定位的精确性能够满足地下电力电缆系统故障测距的要求。

附图说明

图1为本发明GIS终端电缆故障在线测距方法的流程示意图；

图2为GIS终端电缆故障在线测距方法的仿真示意图；

图3为交替混合滤波器滤除白噪声的效果图；

图4为交替混合滤波器滤除脉冲噪声的效果图；

图5为交替混合滤波器滤除高频振荡噪声的效果图；

图6为信号突变点位置分布图之一；

图7为信号突变点位置分布图之二。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图1，为本发明GIS终端电缆故障在线测距方法的流程示意图。本发明GIS终端电缆故障在线测距方法，包括以下步骤：

S101在GIS终端电缆两端分别安装电流传变装置，同步采集所述GIS终端电缆两端三相护套的故障电流行波信号；

作为其中一个实施例，采用基于罗氏线圈原理的穿芯式电流传感器传变三相电缆护套接地线的故障电流行波信号。

在电缆两端的金属护套接地线处安装适宜传变高频行波信号的罗氏线圈电流传感器以监测三相护套电流信号，并采用高速同步采样装置记录电缆两端的故障电流行波i_A1、i_B1、i_C1以及i_A2、i_B2、i_C2，其采样频率不低于100MHz，时钟同步系统GPS的授时误差不大于30ns。

S102采用数字滤波方法滤除采集到的所述故障电流行波信号中的白噪声、脉冲噪声和高频振荡噪声；

作为其中一个实施例，采用圆形结构元素的交替混合滤波器滤除所述故障电流行波信号中的白噪声；