[发明专利]一种高压电缆局部放电检测方法

摘要

本发明公开了一种高压电缆局部放电检测方法，包括以下步骤：1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；两所述检测结构的接头之间串联有中间接头；所述中间接头两侧电缆的金属屏蔽层连接为一体结构；本发明由于来自导线芯的噪声信号，在检测阻抗上的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声，而由于有铝外壳等金属箔与外屏层相接，所以外部噪声不会通过信号输入端进入放大器，这就更好地抑制了现场环境噪声，从而实现局部放电位置的准确定位。

主权项

1.一种高压电缆局部放电检测方法，其特征是：包括以下步骤：1)在电缆传输线路上获得两组局部放电信号；在电缆传输线路上首尾两个接头附近设置电缆局部放电检测结构；两个检测结构接收到的局部放电信号分别为：X1(t)＝S1(t,r1)+n1(t)   (1)X2(t)＝S1(t,r2)+n2(t)   (2)其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；X2(t)为t时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；2)计算获得两组局部放电信号的最大相关延时时间τm；对式(1)和(2)采用余弦信号进行分析，令信号方程为：S1(t,r1)＝Ui e‑ɑ r1cos w0(t‑r1/v)   (3)S2(t,r2)＝Ui e‑ɑ r2cos w0(t‑r2/v)   (4)两个检测结构获得的局部放电信号的观测值的相关函数为：其中，X1(t)为t时刻第一组检测结构接收到的局部放电信号；X2(t+τ)为t+τ时刻第二组检测结构接收到的局部放电信号；V为局放信号在电缆中的传输速度；为第一组检测机构接收到的余弦信号的幅值；为第二组检测机构接收到的余弦信号的幅值；‑a为衰减因子；T为信号周期；将式(1)和(2)代入式(5)可得：其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；S2(t,r2)为t时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；T为信号周期；假定局放信号和噪声是完全不相干的，(6)可以简化为：其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；n1(t)为第一组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；n2(t)为第二组检测结构获得的信号观测值传输过程中的随机噪声；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；T为信号周期；如果噪声信号n1(t)和n2(t)完全不相干，那么将局放信号从噪声中分离出来，即：其中，S1(t,r1)为t时刻，距离局部放电距离r1处第一组检测结构获得的信号观测值；r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；S2(t+τ，r2)为t+τ时刻，距离局部放电距离r2处第二组检测结构获得的信号观测值；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；T为信号周期；如果噪声信号与局部放电信号相干，则对局部放电信号进行去噪处理，压制噪声n1(t)和n2(t)的干扰，得到(8)式；对式(8)在一个周期进行积分；已知局放信号的周期为那么将式(3)和(4)代入式(8)，经过积分可得：其中：由(9)可知，S₁和S₂两个局放信号的相关函数是由一个特殊函数(辛格函数)与一个常数因子k₀的乘积构成；辛格函数的极大值为：所以相关函数的最大值对应着：其值趋于0(11)w0不可能为0，所以：因此，其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；v为局部放电信号在电缆中的传输速度；τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；3)确定局部放电点的位置根据式(13)可得：r1＝r2‑ντm   (14)其中，r1为第一组检测结构距离局部放电点的距离；r2为第二组检测结构距离局部放电点的距离；v为局部放电信号在电缆中的传输速度；τm为两组局部放电信号的最大相关延时时间；设第一检测结构和第二检测结构的距离为D,且r1＝L,则r2＝D‑L,可得：L＝D‑L‑ντm   (15)则局放点与第一检测结构的水平距离L为：