[发明专利]一种电缆故障原因诊断方法及系统

说明书

本发明涉及一种电缆故障原因诊断方法及系统，属于电缆故障原因诊断技术领域。该方法依据不同故障原因其过渡电阻在极坐标下表现特性不同，根据可测量的电缆两端电流电压值以及故障点与电缆两端的距离计算过渡电阻，然后依据过渡电阻在极坐标下的特征分析故障原因。本发明方法简单可靠，能够配合巡线人员排除故障原因，减少巡线工作量，易于推广应用。

技术领域

本发明属于电缆故障原因诊断技术领域，具体涉及一种基于分布式工频测量技术的电缆故障原因诊断方法及系统。

背景技术

过渡电阻是指当发生故障时，短路电流从一相流到另一相或导入大地所经过的电阻。相间短路时，过渡电阻主要为电弧电阻；接地故障时，过渡电阻主要为接触电阻和杆塔组成。

马彦飞等的《基于双端时域信号的过渡电阻在线计算方法》，该方法通过阻抗法计算故障点距离某一端的距离从而计算过渡电阻，但在计算故障距离时因未考虑过渡电阻的影响从而存在误差，影响最终计算结果；ZL201811330576.9公开一种基于多测距方法融合的接地故障过渡电阻计算方法，该方法易因行波寻找波头困难导致计算误差。

同时，目前还没有种基于分布式工频测量技术的电缆故障原因诊断方法。因此如何克服现有技术的不足是目前电缆故障原因诊断技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种电缆故障原因诊断方法及系统，该方法采用电缆两端电压和电流值以及故障距离计算过渡电阻，根据过渡电阻的幅值及其变化趋势分析故障原因，从而配合巡线人员排除故障原因，减少巡线工作量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电缆故障原因诊断方法，包括如下步骤：

步骤(1)，电压、电流与故障距离的测量：实时测量电缆两端的电压和电流(u₁，i₁，u₂，i₂)，并测量故障点与电缆两端的故障距离(l₁，l₂)；

其中，u₁为电缆一端的电压，u₂为电缆另一端的电压；i₁为电缆一端的电流，i₂为电缆另一端的电流；l₁为故障点与电缆一端的故障距离，l₂为故障点与电缆另一端的故障距离；

步骤(2)，故障点电压的计算：令电缆上每米的阻抗为z₀，则故障发生时，故障点电压u_g为：

步骤(3)，经过过渡电阻的电流的计算：故障发生时，经过过渡电阻的电流i_g为：

i_g＝i₁+i₂；

步骤(4)，过渡电阻的计算：根据故障时故障点电压和电流，计算过渡电阻r_g为：

其中，U_gcos(θ)、I_gcos(θ₁)为电压、电流实部，U_gsin(θ)、I_gsin(θ₁)为电压、电流虚部，U_g、I_g为电压、电流幅值，通过傅里叶变换得到角度θ、θ₁；

步骤(5)，故障诊断：根据过渡电阻的实部和虚部制作极坐标图，根据极坐标的变化趋势分析该次故障原因。