[发明专利]一种电缆附件绝缘异常的区间划分方法

说明书

本发明涉及一种电缆附件绝缘异常的区间划分方法，属于电力设备状态监测和故障诊断技术领域。该方法首先利用三频带超高频天线阵列对电缆附件的异常放电超高频信号进行探测，并进行并行信号处理，并得到三路同步探测信号；然后通过相位等间隔开窗的方法对采集时间内的三路探测信号的脉冲幅值和相应相位进行提取；最后计算三频带信号幅值比例，并绘制三维散点分布图，通过三维散点分布图区域与通过模拟放电试验得到的特征区域进行比对，来确定实际检测结果的缺陷类型。本发明具有检测灵敏度高、诊断效率高、无需相位信息等优点，可应用于电缆附件异常放电的在线监测和带电检测。

技术领域

本发明属于电力设备状态监测和故障诊断技术领域，具体涉及一种电缆附件绝缘异常的区间划分方法，适用于电力电缆附件的局部放电监测和诊断。

背景技术

电缆线路由于绝缘自然老化、外力破坏和设计制作工艺和材料质量影响会导致各种绝缘故障，在绝缘击穿前往往会发生明显的异常放电现象。异常放电是造成绝缘劣化的主要原因，也是其重要特征和表现形式，能够反映绝缘的潜伏性缺陷及故障，通过检测异常放电信号可以实现对电缆缺陷、劣化程度及剩余寿命的诊断和评估。通常，异常放电伴随着的较高频的电磁波辐射，并通过电屏蔽不连续处泄漏出来，在接地线上形成快速暂态对地电压，与此相应的发展起了基于超高频的异常放电检测方法。超高频检测是一种非侵入式的电气设备异常放电检测手段，可以很好的适用于现场检测。然而由于超高频信号幅值受传播途径和距离等因素的影响，导致异常放电超高频检测的模式识别和精细化诊断难以实现。

现有的超高频检测技术是在超高频电压全频带范围能进行电容探测，并基于探测得到的脉冲信号强度和发生相位进行异常放电诊断，诊断技术包括时域分析法和统计分析法。时域分析法对一次放电产生的时域波形或其变换结果进行特征提取。然而，时域信号往往在传输过程中发生严重的衰减畸变，难以准确提取特征量，因此在现场应用中效果欠佳。异常放电相位分布图（PRPD谱图）是被广泛采用的局放分析模式，基于PRPD谱图提取统计算子——偏斜度sk、局部峰个数Pe、陡峭度ku、不对称度Q、相关系数z等，可以计算获得放电类型。然而，在超高频检测中由于测量信号的波形和幅值受到传播途径和距离的严重影响，对信号幅值和相位的统计往往无法与实际放电类型一一对应，时域和统计的特征量提取方法在超高频检测的模式识别中均未获得理想的效果。此外，频域分析法也是常用的诊断技术，具体是通过分析波形的频率成分与工频电压的相关性对放电类型进行识别，这种频域分析的方法需要对超声信号的波形进行频谱分析，数据量和计算量大，并且由于异常放电产生的超高频频率与缺陷类型的相关性没有确切关系，在实际应用中的诊断效果欠佳。因此，需要提出一种更本征的，不受传播途径和距离影响的电缆终端异常放电的超高频检测探测装置。这对于超高频检测法的进一步应用，提高设备现场带电巡检质量，缩短设备事故发现消缺的周期有显著的实际意义。

当前在电缆终端异常放电检测的放电类型识别和绝缘缺陷诊断中，对信号的特征提取多采用幅值-相位信息统计的方法，并基于相基谱图提取的特征量对放电类型进行诊断识别：首先需要对不同传播途径和距离下的典型绝缘缺陷引起的局放信号进行试验，获取大量复杂的谱图数据并建立数据库；其次在进行实际故障诊断时需要先通过局放定位技术对放电位置进行定位并计算出定位点距离传感器的距离；最后将评估的距离参数和信号全部作为特征量输入进行数据库匹配和诊断系统的智能识别。上述方法过程复杂，数据库大，前期需要研究人员进行大量的试验，后期需要系统进行复杂的机器学习，方法的应用准备周期较长，并且难以确保诊断的准确性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，针对上述超高频技术在电缆附件异常放电检测应用中存在的置信度低、故障分辨力低及缺乏诊断方法等问题，提供一种电缆附件绝缘异常的区间划分方法，通过不同频带内的信号强度比例来进行放电分析，且不需要任何相位统计信息即可完成高效的模式识别。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电缆附件绝缘异常的区间划分方法，包括如下步骤：