[发明专利]基于行波法的电缆接头故障检测设备

说明书

本发明涉及一种基于行波法的电缆接头故障检测设备，其特征在于，包括行波脉冲信号收发器和上位机，所述行波脉冲信号收发器用于发射行波脉冲信号，并获得多个行波脉冲信号的反射信号的电压值，所述上位机包括仿真模型数据库和处理器，所述仿真模型数据库中存储有N个电缆接头故障的反射信号的在时间T内的电压仿真波形Vm＝[Vm₁,Vm₂,...,Vm_N]，其中任一电压仿真波形Vm_i＝[vm_i1,vm_i2,...,vm_in]，i的取值从1到N，即每个仿真波形中均包括n个电压值；所述处理器用于执行计算机程序以实现相关检测方法的步骤。

技术领域

本发明涉及一种电缆接头故障检测设备，尤其涉及一种基于行波法的电缆接头故障检测设备。

背景技术

在电网运行过程中，电缆接头是最为的薄弱环节，约70％的电缆故障发生在接头处，因此准确、快速确定接头质量与运行状态，对于保障电网安全可靠运行有着非常重要的意义。目前电缆接头故障检测的主要手段有温度法和局部放电法。温度法是在接头处安装温度传感器，并测量温度和温升率等相关参数；测量结果通过相应的传输网络到达系统控制室进行存储，并与历史记录进行比较；如果接头温度急聚升高或长时间超过允许的最高温度值，则判断为接头故障。电缆接头发生故障时，接头处绝缘损坏，周围空气或异物暴露在强磁场环境中，超过电离场强时，电缆接头处会产生局部放电现象。因此，局部放电法是根据电缆接头的局部放电现象，在电缆接头处安装电磁耦合器，测量接头处的磁场信号强度，超过正常运行的磁场上限，判断为接头故障。温度法和局部放电法均需要在电缆绝缘层外测安装传感器，测量的都是弱信号，受周围复杂电磁信号的干扰，采集信号中含有高频噪声，降低了测量结果的准确性。另外，温度法和局部放电法只能对单一接头进行检测，因此只能在变电所等接头集中的地方集中安装。

自1948年，Seidu首次提出行波法测量输电线路故障的思想，行波法在电缆故障检测中的应用得到迅速发展，现有有人提出了低压脉冲法、脉冲电压法和脉冲电流法进行电缆故障检测。伏圣群在《行波反射法电缆故障检测关键技术研究》中，构建了电缆接头的接触电阻故障模型和泄漏电阻故障模型，将电路故障检测的行波法应用到电缆接头的故障检测中。具体的，在电缆首端发射脉冲信号，并检测反射信号(如图1所示)，将反射信号上传至上位机，通过改进加权系数法对采集的反射信号进行处理，确定电缆接头的故障类型和故障情况。但是，这种故障检测方法仍然存在以下的技术问题：反射信号的波形解读需要实地作业人员具有相关的专业知识和经验，即当作业人员观察到例如但不限于图1所示的两个波形中的任一个时，只有具备相关的专业知识，才能够准确判断出电缆是否发生故障，以及故障发生的类型和位置。因此，希望提供一种自动化实现的技术手段，在电缆接头故障检测中，能够由计算机系统进行接头故障检测，并将检测结果可视化的呈献给作业人员。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于行波法的电缆接头故障检测设备，包括行波脉冲信号收发器和上位机，行波脉冲信号收发器用于发射行波脉冲信号，并获得多个行波脉冲信号的反射信号的电压值，上位机包括仿真模型数据库和处理器，仿真模型数据库中存储有N个电缆接头故障的反射信号的在时间T内的电压仿真波形Vm＝[Vm₁,Vm₂,...,Vm_N]，其中任一电压仿真波形Vm_i＝[vm_i1,vm_i2,...,vm_in]，i的取值从1到N，即每个仿真波形中均包括n个电压值；处理器用于执行计算机程序以实现以下步骤：