一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法与流程

1.本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法。


背景技术：

2.电力线缆是电力系统中电能传输的重要载体，使用广泛。为了方便和安全，主要采用架空线缆和电缆沟，由于其工作的环境的不同且大多不良好，容易出现故障，进而影响电网及用户的用电安全、经济损失等，因此，需要对电力线缆进行有效的监控。
3.本发明提出一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，根据采集的信号进行异常判断，在存在异常时，向电力线缆首端注入固定频率的电流信号，根据注入信号的反射信号准确的确定具体故障位置，以便相关工作人员进行故障维护。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，能够对电力线缆故障进行准确的检测和定位。
5.本发明具体为一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，所述电力线缆故障检测定位方法包括以下步骤：
6.步骤(1)：采集所述电力线缆电流信号、首末端电压信号、频率信号；
7.步骤(2)：根据所述电流信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(3)；
8.步骤(3)：根据所述电压信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(4)；
9.步骤(4)：根据所述频率信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，返回步骤(1)；
10.步骤(5)：向所述电力线缆首端注入电流信号；
11.步骤(6)：采集所述电力线缆首端注入信号的反射信号；
12.步骤(7)：根据反射信号获取具体故障位置。
13.根据所述电流信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：判断所述电流信号是否在电流参考范围，若不是，所述电力线缆存在异常。
14.根据所述电压信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：
15.首先，计算所述首端电压信号与所述末端电压信号差值；
16.其次，判断所述电压差值是否大于电压差值参考值，若是，所述电力线缆存在异常。
17.根据所述频率信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：
18.首先，计算所述频率信号变化率；
19.其次，判断所述频率信号变化率是否大于频率变化率参考值，若是，所述电力线缆
存在异常。
20.步骤(5)中采用信号发生器向所述电力线缆首端注入不同频率的交流电流信号，并记录具体的所述交流电流信号幅值有效值。
21.步骤(7)根据反射信号获取具体故障位置的具体方法为：
22.(71)提取所述反射信号幅值有效值；
23.(72)计算所述反射信号与所述注入信号幅值有效值比值；
24.(73)计算故障点具体所述电力线缆首端距离。
25.步骤(73)中计算故障点具体所述电力线缆首端距离的具体算法为：
26.其中l为所述电力线缆长度，γ为所述电力线缆本身的信号传输常数，ia为所述注入信号幅值有效值，if为所述反射信号幅值有效值，z
l
为所述电力线缆末端负载阻抗，zo为所述电力线缆特征阻抗。
27.与现有技术相比，有益效果是：所述电力线缆故障检测定位方法先根据采集的信号进行异常判断，在存在异常时，向电力线缆首端注入固定频率的电流信号，根据注入信号的反射信号确定具体故障位置，能够对电力线缆故障进行准确的检测和定位。
附图说明
28.图1为本发明一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法的工作流程图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法的具体实施方式做详细阐述。
30.如图1所示，本发明的电力线缆故障检测定位方法包括以下步骤：
31.步骤(1)：采集所述电力线缆电流信号、首末端电压信号、频率信号；
32.步骤(2)：根据所述电流信号判断所述电力线缆是否存在异常：判断所述电流信号是否在电流参考范围，若不是，所述电力线缆存在异常，进入步骤(5)；若是，进入步骤(3)；
33.步骤(3)：根据所述电压信号判断所述电力线缆是否存在异常：计算所述首端电压信号与所述末端电压信号差值，判断所述电压差值是否大于电压差值参考值，若是，所述电力线缆存在异常，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(4)；
34.步骤(4)：根据所述频率信号判断所述电力线缆是否存在异常：计算所述频率信号变化率，判断所述频率信号变化率是否大于频率变化率参考值，若是，所述电力线缆存在异常，进入步骤(5)；若不是，返回步骤(1)；
35.步骤(5)：向所述电力线缆首端注入电流信号；
36.步骤(6)：采集所述电力线缆首端注入信号的反射信号；
37.步骤(7)：根据反射信号获取具体故障位置。
38.步骤(5)中采用信号发生器向所述电力线缆首端注入不同频率的交流电流信号，并记录具体的所述交流电流信号幅值有效值。
39.步骤(7)根据反射信号获取具体故障位置的具体方法为：
40.(71)提取所述反射信号幅值有效值；
41.(72)计算所述反射信号与所述注入信号幅值有效值比值；
42.(73)计算故障点具体所述电力线缆首端距离：其中l为所述电力线缆长度，γ为所述电力线缆本身的信号传输常数，ia为所述注入信号幅值有效值，if为所述反射信号幅值有效值，z
l
为所述电力线缆末端负载阻抗，zo为所述电力线缆特征阻抗。
43.所述电力线缆本身的信号传输常数其中r为所述电力线缆单位长度电阻，l为所述电力线缆单位长度电感，g为所述电力线缆单位长度电导、c为所述电力线缆单位长度电容。
44.最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。


技术特征：
1.一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，所述电力线缆故障检测定位方法包括以下步骤：步骤(1)：采集所述电力线缆电流信号、首末端电压信号、频率信号；步骤(2)：根据所述电流信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(3)；步骤(3)：根据所述电压信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(4)；步骤(4)：根据所述频率信号判断所述电力线缆是否存在异常，若是，进入步骤(5)；若不是，返回步骤(1)；步骤(5)：向所述电力线缆首端注入电流信号；步骤(6)：采集所述电力线缆首端注入信号的反射信号；步骤(7)：根据所述反射信号获取具体故障位置。2.根据权利要求1所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，根据所述电流信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：判断所述电流信号是否在电流参考范围，若不是，所述电力线缆存在异常。3.根据权利要求2所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，根据所述电压信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：首先，计算所述首端电压信号与所述末端电压信号差值；其次，判断所述电压差值是否大于电压差值参考值，若是，所述电力线缆存在异常。4.根据权利要求3所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，根据所述频率信号判断所述电力线缆是否存在异常的具体方法为：首先，计算所述频率信号变化率；其次，判断所述频率信号变化率是否大于频率变化率参考值，若是，所述电力线缆存在异常。5.根据权利要求4所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，步骤(5)中采用信号发生器向所述电力线缆首端注入不同频率的交流电流信号，并记录具体的所述交流电流信号幅值有效值。6.根据权利要求5所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，步骤(7)根据反射信号获取具体故障位置的具体方法为：(71)提取所述反射信号幅值有效值；(72)计算所述反射信号与所述注入信号幅值有效值比值；(73)计算故障点具体所述电力线缆首端距离。7.根据权利要求6所述的一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，其特征在于，步骤(73)中计算故障点具体所述电力线缆首端距离的具体算法为：其中l为所述电力线缆长度，γ为所述电力线缆本身的信号传输常数，i
a
为所述注入信号幅值有效值，i
f
为所述反射信号幅值有效值，z
l
为所述电力线缆末端负载阻抗，z
o
为所述电力线缆特征阻抗。

技术总结
本发明提供了一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，包括以下步骤：(1)：采集电力线缆电流信号、首末端电压信号、频率信号；(2)：根据电流信号判断电力线缆是否存在异常，是，进入(5)；不是，进入(3)；(3)：根据电压信号判断电力线缆是否存在异常，是，进入(5)；不是，进入(4)；(4)：根据频率信号判断电力线缆是否存在异常，是，进入(5)；不是，返回(1)；(5)：向电力线缆首端注入电流信号；(6)：采集电力线缆首端注入信号的反射信号；(7)：根据反射信号获取具体故障位置。本发明提供一种基于信号注入的电力线缆故障检测定位方法，能够对电力线缆故障进行准确的检测和定位。障进行准确的检测和定位。障进行准确的检测和定位。


技术研发人员：王苏
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/20