[发明专利]一种三芯电缆绝缘评估的方法及装置

权利要求书

1.一种电缆的绝缘评估方法，其特征在于，包括：

获取待评估三芯电缆在电力扰动下的首端零序电压信号和末端零序电压信号；

分别对所述首端零序电压信号和所述末端零序电压信号进行傅里叶变换，得到所述首端零序电压信号对应的首端零序电压频域信号和所述末端零序电压信号对应的末端零序电压频域信号；

在所述末端零序电压频域信号的每一频率下，将所述首端零序电压频域信号的幅值与所述末端零序电压频域信号幅值的比值，作为所述频率的零序电压监测信号值；

确定所述末端零序电压频域信号的每个频率对应的零序电压监测信号值，每个所述频率对应的零序电压监测信号值为该频率下，所述首端零序电压频域信号的幅值与所述末端零序电压频域信号幅值的比值；

基于所述待评估三芯电缆的电缆结构，构建所述待评估三芯电缆的频变参数模型；

根据所述待评估三芯电缆的频变参数模型，构建含有相对介电常数的零序电压比目标函数；

将各频率的零序电压监测信号值应用于所述零序电压比目标函数，得到所述待评估三芯电缆的相对介电常数，以评估所述待评估三芯电缆的绝缘性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待评估三芯电缆的电缆结构包括三相电芯和包裹所述三相电芯的护套，每相电芯包括线芯和包裹所述线芯的绝缘层，各相电芯相互外切。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频变参数模型包括三相电芯的电路和三相电芯护套的电路，每相电芯的电路通过每相电芯的导纳与所述三相电芯护套的电路相连，每相电芯的电路中每相电芯的线芯阻抗与负载阻抗串联，不同电芯的电路中的负载阻抗相同，所述三相电芯护套的电路中包括所述待评估三芯电缆的护套电抗；

根据所述待评估三芯电缆的频变参数模型，构建含有相对介电常数的零序电压比目标函数，包括：

基于所述频变参数模型中所述三相电芯的电路的拓扑结构，将所述频变参数模型简化为零序网络，所述零序网络包括线芯电路和线芯护套的电路，所述线芯电路通过单位零序导纳与所述线芯护套的电路相连，所述线芯电路中的线芯单位零序阻抗与所述负载阻抗串联，所述线芯护套的电路中包括护套单位阻抗；

选取所述零序网络中的线芯电路上的任意一处作为目标处，确定所述目标处的一个微分段；

基于基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，利用所述单位零序导纳、所述线芯单位零序阻抗与所述护套单位阻抗，对所述微分段构建所述零序网络的微分方程组，并对所述微分方程解得通解集；

基于所述负载阻抗，确定所述待评估三芯电缆的首末两端对于所述通解集的边界条件；

将所述边界条件代入所述通解集，确定含有相对介电常数的零序电压比目标函数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，利用所述单位零序导纳、所述线芯单位零序阻抗与所述护套单位阻抗，对所述微分段构建所述零序网络的微分方程组，并对所述微分方程解得通解集，包括：

利用下式对所述微分段构建所述零序网络的微分方程组：

其中，x为所述目标处，dx为所述微分段，为所述目标处的线芯零序电流，Y₍₀₎为所述单位零序导纳，为所述目标处的线芯零序电压，为所述目标处的护套零序电压，为所述目标处的护套零序电流，Z₍₀₎为所述线芯单位零序阻抗，Z_s为所述护套单位阻抗；

对所述微分方程解得通解集，所述通解集为：

其中，

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待评估三芯电缆的首末两端对于所述通解集的边界条件为：

其中，为所述待评估三芯电缆的首端的零序电压，为所述待评估三芯电缆的首端的护套电压，为所述待评估三芯电缆的末端的零序电压，为所述待评估三芯电缆的末端的零序电流，Z_Load为所述负载阻抗，为所述待评估三芯电缆的末端的护套电压，l为所述待评估三芯电缆的长度。