[发明专利]一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法及系统。本发明通过电缆局部绝缘缺陷试验获取电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动信号；对电压扰动信号的主要特征进行分析，得到不同特征参数的变化范围，并对电压扰动信号去噪后进行幅值转换以提取特征参数；将所述电压扰动信号的特征参数用于电缆局部绝缘缺陷检测，先对电压扰动信号的阈值进行检测，判断其是否超出正常阈值，然后判断电压扰动信号的特征参数是否符合要求，并对下一个周期信号重复判断，以评估电缆局部绝缘缺陷的严重程度。本发明利用电缆运行时的电压扰动信号判断电缆局部绝缘缺陷，能够及时预警便于检修，避免局部绝缘缺陷发展成永久性故障。

技术领域

本发明涉及电缆绝缘检测技术领域，尤其是一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法及系统。

背景技术

在电力电缆及接头的生产、安装和运行过程中，不可避免出现局部绝缘缺陷，该缺陷常常由局部放电开始，经由轻度到重度的局部放电过程，逐渐发展成初期故障，在历经一定时间的初期故障阶段后，最终形成永久性绝缘故障，导致电力电缆保护跳闸，引起停电。由于电力电缆通常地下敷设，故障查找和检修困难，由故障导致的停电恢复时间一般较长，影响电力系统的运行可靠性。

电力电缆局部绝缘缺陷发展到一定程度形成的初期故障表现为电压波形一定程度的畸变，该畸变波形持续时间短、幅度小，并且可以自恢复，不会引发继电保护设备动作。如果能够在电力电缆绝缘的初期故障阶段及时检测出该故障，发出预警及安排检修，即可避免因为电缆绝缘永久性故障保护跳闸导致的无计划停电。

发明内容

本发明提供一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法及系统，用以解决电缆局部绝缘缺陷特征的检测问题。

为此，本发明采用的一种技术方案为：一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其包括：

通过电缆局部绝缘缺陷试验获取电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动信号，对所述的电压扰动信号进行统计分析；

对所述电压扰动信号的主要特征进行分析，得到不同特征参数的变化范围，并对电压扰动信号去噪后进行幅值转换以提取特征参数；其中，所述不同特征参数的变化范围用于检测电缆局部绝缘缺陷；

将所述电压扰动信号的特征参数用于电缆局部绝缘缺陷检测，先对电压扰动信号的阈值进行检测，判断其是否超出正常阈值，然后判断电压扰动信号的特征参数是否符合要求，并对下一个周期信号重复判断，以评估电缆局部绝缘缺陷的严重程度。

通过上述方法有效地解决了现有保护不能检测出电缆绝缘局部绝缘缺陷产生的电压扰动的问题。

本申请的一种实施方式中，电压扰动波形通过试验获取，试验的主要流程如下：

搭建电缆局部绝缘缺陷试验平台，对试验电缆制作人为局部绝缘缺陷，利用高压探头测量电缆的相对地电压，通过示波器采集并存储电压数据；

通过逐级升压的方式，观测示波器中电压波形的变化直至观测到电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动波形；重复试验获取电缆局部绝缘缺陷时电压扰动波形数据。

本申请的一种实施方式中，对观测到的电压扰动波形进行统计分析，电缆局部绝缘缺陷在电压波形上形成的畸变扰动，其特征归纳如下：

1)畸变起始点发生在电压波形峰值前后，与峰值处距离ΔT(周波)，ΔT＝-0.1～+0.05；起始点为负表示发生在峰值前，起始点为正表示发生在峰值后；

2)畸变波形呈现不对称U形；

3)畸变波形跌落深度范围ΔU(电压)为0.1～0.9倍正常电压峰值；

4)U形畸变上叠加频率和幅值不等的高频振荡分量；

5)U形畸变持续时间Δt(周波)为1/8～1/4周波；