[发明专利]一种在线诊断电缆终端过热故障的方法

权利要求书

1.一种在线诊断电缆终端过热故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：安装电缆终端温度检测装置进行温度检测：

所述电缆终端温度检测装置包括温度采集及处理系统(32)、制冷系统和局部放电测试拓展系统；温度采集及处理系统(32)中PLC控制器(33)采集每个数字温度传感器测得的温度数据并筛选出其中最大值的数字量a₀；PLC控制器(33)中设定配电网电缆主绝缘的临界运行温度T的数字量为a，当a₀＜a时，电缆终端正常运行，PLC控制器(33)控制报警器(34)和继电器(35)断开，制冷系统中制冷片不工作；当a₀≥a时，PLC控制器(33)控制继电器(35)闭合，制冷系统中制冷片并联且独立工作，对电缆终端散热降温，同时PLC控制器(33)中的编译计时器开始计时，若t时间内电缆终端被降温到T以下，PLC控制器(33)控制继电器(35)断开，制冷系统中制冷片停止工作；若t时间内，电缆终端温度仍高于T，PLC控制器(33)控制报警器(34)发出警报；

第二步：获取故障电缆终端局部放电特征量：

当报警器(34)发出警报后，将局部放电测试拓展系统的1号探头(7)和2号探头(40)与滤波器及局部放电测试仪连接，测得到放电量-相位谱图和放电次数-相位谱图其中q表示局部放电量，设定采样周期为1s，表示电压相位，n表示相位上局部放电次数；对电压相位进行360等分，设i表示第i个等分点，第i个等分点相位记为记对应的放电次数为n_i，记对应的的放电量为q_i，根据每个电压相位所有放电量，求得平均放电量最大放电量以及最小放电量

其中，电压相位平均划分以为步长的360等份，表示为：

电压相位对应放电次数集合N为：

N＝{n_i|1≤i≤360,i∈Z}； (2)

电压相位平均放电量为：

电压相位最大放电量为：

电压相位最小放电量为：

式中，表示电压相位第j个放电量，j表示电压相位放电量的序数；

第三步：对获取的故障电缆终端局部放电特征量进行计算处理：

1)设电压相位至上各对应的平均放电量构成一个平均放电量集合即构成一个有360个元素的平均放电量集合如下：

设电压相位至上各对应的最大放电量构成一个最大放电量集合即构成一个有360个元素的最大放电量集合如下：

设电压相位至上各对应的最小放电量构成一个最小放电量集合即构成一个有360个元素的最小放电量集合如下：

2)以最大放电量集合中元素构成如下行向量：

并做以下变换：将第一个元素不变动，将后面的元素中，与位置互换，与位置互换…,以此类推，形成一个新一代行向量：

将新一代行向量中元素移到元素前面，其他元素顺序不变，得到新二代行向量：

将新二代行向量中元素移到前面，其他元素顺序不变，得到新三代行向量：

依次类推，新360代行向量为：

由这360个行向量得到一个360×360的最大放电量变换矩阵A如下：

由式子(6)平均放电量集合中元素构成的列矩阵B为：

由矩阵A与矩阵B做点积，即

A·B＝C＝[c₁ c₂ c₃ ...c_i ...c₃₆₀]^T； (16)

C为计算得到最大放电量-平均放电量堆积矩阵，其中，c₁,c₂,c₃...c_i...c₃₆₀为各电压相位相对应的最大放电量-平均放电量的堆积因子；c_i表示相位对应的最大放电量-平均放电量的堆积因子；

3)以最小放电量集合中元素构成如下行向量：

并做以下变换：将第一个元素不变动，将后面的元素中，与位置互换，与位置互换…,以此类推，形成一个新一代行向量

将新一代行向量中元素移到元素前面，其他元素顺序不变，得到新二代行向量：

将新二代行向量中元素移到前面，其他元素顺序不变，得到新三代行向量：

依次类推，新360代行向量为：

由这360个行向量得到一个360×360的最小放电量变换矩阵D如下：

由矩阵D与矩阵B做点积，即

D·B＝E＝[e₁ e₂ e₃ ...e_i ...e₃₆₀]^T； (23)

E为计算得到最小放电量-平均放电量堆积矩阵，其中，e₁,e₂,e₃...e_i...e₃₆₀为各电压相位上对应的最小放电量-平均放电量的堆积因子；e_i表示相位上对应的最小放电量-平均放电量的堆积因子；

第四步：由最大放电量-平均放电量堆积矩阵C的转置矩阵C^T与最小放电量-平均放电量堆积矩阵E相乘，得到最大放电量-平均放电量-最小放电量的总堆积互联矩阵P，即：

C^T·E＝P； (24)

其中，由于矩阵P是一个1×1阶方矩阵，取其行列式，即有：

第五步：计算最大放电量-平均放电量-最小放电量堆积相关系数λ，

根据第五步计算得到的最大放电量-平均放电量-最小放电量堆积相关系数λ的值对电缆终端的故障程度有如下分析诊断：

当0|λ|≤2.5，电缆终端发生的故障属于轻度故障；

当|λ|＞2.5，电缆终端发生的故障属于重度故障。