本發(fā)明涉及一種用于分支式非接地供電系統(tǒng)中的絕緣故障定位的方法。

更進一步地，本發(fā)明涉及一種用于分支供電系統(tǒng)中的絕緣故障識別以及用于分支供電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控的方法。

此外，本發(fā)明涉及一種用于分支式非接地供電系統(tǒng)中的絕緣故障定位的裝置。

背景技術(shù)：

用于絕緣故障定位的方法以及實施這些方法的裝置(絕緣故障定位裝置)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，并被用于定位供電系統(tǒng)中的絕緣故障，特別是用于在非接地網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生第一(絕緣)故障的情況下確定故障電纜出線。

如果絕緣故障發(fā)生于非接地供電系統(tǒng)中，起初它將由絕緣監(jiān)控裝置識別并上報。此報告發(fā)起由絕緣監(jiān)控裝置或由絕緣故障測試儀器進行的絕緣故障定位，絕緣故障測試儀器作為絕緣故障定位裝置的部分也可被實現(xiàn)為絕緣故障測試裝置，產(chǎn)生測試電流并將測試電流提供至供電系統(tǒng)。此測試電流信號由布置在具有故障電纜出線的故障電路中的所有測量電流互感器檢測，并通過絕緣故障評估裝置評估并顯示。通過將測量電流互感器指定到電路而非電纜出線可確定故障電纜出線。

然后識別分支供電系統(tǒng)中的具有絕緣故障的電纜出線，但是絕緣故障在此故障電纜出線上的精確位置仍是未知的。

然而，為了迅速地修復絕緣故障，獲知故障電纜出線上的精確故障位置是有益的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，當前的本發(fā)明的目的在于，開發(fā)一種方法和裝置，利用其可以確定絕緣故障在非接地供電系統(tǒng)的故障電纜出線上的精確故障位置。

基于結(jié)合用于分支式非接地供電系統(tǒng)中的絕緣故障定位的方法實現(xiàn)本發(fā)明目的，其中方法包括以下步驟：在非接地供電系統(tǒng)的至少一個有效導體中提供用于確定故障電纜出線的測試電流；檢測非接地供電系統(tǒng)的電纜出線中的測試電流部分；評估所檢測到的測試電流部分以識別故障電纜出線；結(jié)合對用于識別故障電纜出線的信息的評估，根據(jù)時域反射技術(shù)方法確定絕緣故障位置。

當前的本發(fā)明的主要思想有利地依賴于對利用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的絕緣故障定位而獲得的關(guān)于故障電纜出線的位置的了解與根據(jù)時域反射技術(shù)方法的絕緣位置定位的結(jié)果的結(jié)合。利用基本依賴于測試電流提供和測試電流評估的已知機制的絕緣故障定位，在分支供電系統(tǒng)中識別具有絕緣故障的電纜出線?；诖诵畔ⅲ酶鶕?jù)時域反射技術(shù)方法的測量脈沖，確定被識別為故障的電纜出線上的精確故障位置。同時，通過時域反射技術(shù)方法獲得的信息可被用于供電系統(tǒng)的持久狀態(tài)監(jiān)控的范圍以用于確定故障位置。

通過結(jié)合來自兩種方法-一方面的“典型”絕緣故障定位以及另一方面的利用時域反射技術(shù)的干擾源定位-的發(fā)現(xiàn)，絕緣故障可被可靠地識別，其精確位置可被確定以及為了電氣安全其可被迅速地修復。

在另一有利的實施例中，在被識別為故障的電纜出線上確定絕緣故障位置包括以下步驟：(a)產(chǎn)生時域反射技術(shù)測量脈沖并將測量脈沖提供至供電系統(tǒng)的有效導體；(b)如果未檢測到絕緣故障，接收并記錄由第一序列的反射測量脈沖組成的第一反射測量信號作為供電系統(tǒng)中的所有反射位置的時相圖像；(c)在發(fā)生絕緣故障的情況下，接收由第二序列的反射測量脈沖組成的第二反射測量信號；(d)從第一反射測量信號和第二測量信號中減去表示絕緣故障的差值信號；以及(e)通過使用利用其而將電纜出線識別為故障的信息，評估表示絕緣故障的差值信號的運行時間，從而在識別的故障電纜出線上確定絕緣故障位置。

在生成并提供測量脈沖之后，如果未檢測到絕緣故障(意味著安裝在供電系統(tǒng)中的絕緣監(jiān)控裝置沒有上報絕緣故障)，接收并記錄反射測量信號。反射測量信號由表示供電系統(tǒng)中的所有反射位置的時相圖像的第一序列的反射測量脈沖組成。在“學習階段”中保存的無故障供電系統(tǒng)的此結(jié)果反射曲線用作參考圖形，該參考圖形用于與在發(fā)生第一故障(通過絕緣監(jiān)控裝置用信號表示的發(fā)生的絕緣故障)之后接收到的第二測量信號進行對比。此第二測量信號由相對于保存為參考圖形的第一序列，此時包括額外的反射“絕緣故障”測量脈沖的第二序列的反射測量脈沖組成。通過直接地對比第一反射測量信號與第二反射測量信號或通過間接地對比它們，通過首先經(jīng)由相關(guān)計算將接收到的測量脈沖轉(zhuǎn)化為相關(guān)函數(shù)，得到表示絕緣故障的差值信號。通過評估表示絕緣故障的差值信號的運行時間-測量信號在電纜上的傳播速度是已知的，一旦被告知故障電纜出線，則可確定精確故障位置。

在學習階段中，通過已知的系統(tǒng)性反射(例如已知的電纜終點)或通過測試反射可實現(xiàn)將接收到的測量信號指定到電纜出線。通常地，簡單地獲知絕緣故障已發(fā)生于已知的電纜出線上可足以將新發(fā)生的測量脈沖識別為絕緣故障測量脈沖。

根據(jù)測量信號的生成和提供以及根據(jù)不同方法的反射測量信號的處理的進一步有利實施例可被實現(xiàn)，其全部依賴于時域反射技術(shù)的原理。

然而，當前的本發(fā)明的目的并非在于在發(fā)生時定位偶爾發(fā)生的絕緣故障-如在SSTDR(擴展頻譜時域反射法)方法的典型應(yīng)用中常見的，參見以下-而在于結(jié)合傳統(tǒng)的絕緣故障定位裝置定位現(xiàn)有絕緣故障的故障位置。

在最簡單的情況下，可產(chǎn)生并提供單個脈沖作為測量脈沖。單個脈沖優(yōu)選地為矩形脈沖形狀的方邊脈沖，反射測量脈沖直接地或利用相關(guān)計算間接地用于進一步的處理。關(guān)于利用運行時間測量而定位干擾信號，時域反射技術(shù)的此變形被稱為TDR(時域反射技術(shù))方法。

證實了在擴頻碼優(yōu)選地用作具有譜擴展的測量脈沖以及以對已知的擴頻碼與接收到的反射測量信號進行相關(guān)計算的方式實現(xiàn)對反射測量信號的處理(STDR-序列時域反射方法)的情況下，或者在擴頻碼用作具有譜擴展的測量信號，擴頻碼調(diào)制正弦形載波信號，且以對已知的擴頻碼與接收到的反射測量信號進行相關(guān)計算的方式實現(xiàn)對反射測量信號的處理(SSTDR-擴展頻譜時域反射方法)的情況下，不易受到干擾的影響。

兩個最后提及的方法均將被稱為擴頻碼的具有頻率擴展的信號用作測量脈沖，以能夠更好地結(jié)合相關(guān)計算對抗對接地連接的干擾影響。此外，與TDR方法相比，這些方法需要更少的能量。

在SSTDR方法中，通過正弦形載波信號的倍增(載波信號的調(diào)制)，額外發(fā)生朝向適于傳輸測量信號的頻段的擴展頻譜的頻移。

優(yōu)選地，偽隨機序列或在時間上交替發(fā)送的補碼的兩個序列被用作擴頻碼。

這些序列由于其良好的相關(guān)特性而顯著，補碼的序列特別包括自相關(guān)函數(shù)，其在中心值之外(0位移)的值剛好為0。

為了分支供電系統(tǒng)中的絕緣故障識別以及分支供電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控而使用的其他方法以基于時域反射技術(shù)方法在某個時間點將供電系統(tǒng)上的所有反射位置的圖像確定為供電系統(tǒng)的反射曲線以及以實現(xiàn)在時間演替中所確定的反射曲線的對比而顯著。對比的反射曲線之間的差異暗示供電系統(tǒng)的電氣狀態(tài)的變化。

通過定期地將反射測量信號記錄為供電系統(tǒng)的反射曲線，并通過將每個反射曲線與之前記錄的反射曲線進行對比，可識別供電系統(tǒng)的電氣狀態(tài)的變化。此持久狀態(tài)監(jiān)控允許例如對變化的網(wǎng)絡(luò)群集或操作模式(例如負載變化)做出結(jié)論。

參考裝置，通過用于分支式非接地供電系統(tǒng)中的絕緣故障定位的裝置實現(xiàn)本發(fā)明目的，該裝置包括功能單元絕緣故障測試儀器和具有測量電流互感器的絕緣故障評估裝置，根據(jù)本發(fā)明，該裝置包括時域反射技術(shù)測量裝置，該時域反射技術(shù)測量裝置具有用于使用由用于識別故障電纜出線的絕緣故障評估裝置提供的信息控制時域反射技術(shù)測量的功能性過程的控制和評估裝置。

當實施根據(jù)本發(fā)明的方法時，相應(yīng)裝置包括具有控制和評估裝置的時域反射技術(shù)測量裝置。構(gòu)成本方法基礎(chǔ)的步驟實施于這些裝置中。

附圖說明

從以下描述和以示例方式示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖中可取得進一步有利的實施例。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法和實施本方法的功能單元的示例性應(yīng)用。

具體實施方式

在示例性視圖中，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的方法以及用于分支式非接地供電系統(tǒng)2中的絕緣故障定位的裝置的實施本方法的功能單元12、16、30、32的示例性應(yīng)用，該供電系統(tǒng)2由具有若干電纜出線6的主系統(tǒng)4組成，該若干電纜出線進一步包括各自與負載7連接的電纜出線6。電纜出線6通常包括不同的電纜長度。

供電系統(tǒng)2由用于潛在絕緣故障10的絕緣監(jiān)控裝置8持續(xù)地監(jiān)控。如果已發(fā)生這樣的絕緣故障10，絕緣故障測試儀器12通過將測試電流提供至供電系統(tǒng)2發(fā)起用于確定故障電纜出線14的絕緣故障定位。在絕緣故障評估裝置16中，評估由測量電流互感器18檢測到的信號，以便可以利用相關(guān)測量電流互感器20識別故障電纜出線14，由于絕緣故障10，測試電流流過該相關(guān)測量電流互感器20。

此外，當絕緣故障10發(fā)生時，時域反射技術(shù)測量裝置30將時域反射技術(shù)測量脈沖提供至供電系統(tǒng)2。在供電系統(tǒng)2的電纜的特性波阻抗的所有不連續(xù)(阻抗失配)處，此測量脈沖被反射，以便作為接收到的反射測量信號，反射測量脈沖的序列顯現(xiàn)為供電系統(tǒng)2中的所有反射位置的時相圖像。與未發(fā)生故障的情況相比，當故障10發(fā)生-即阻抗失配-時，反射測量信號包括由絕緣故障10引起的額外的反射“絕緣故障”測量脈沖，測量信號的顯現(xiàn)位置的距離(“絕緣故障”反射位置與時域反射技術(shù)測量裝置30之間的距離)能夠從運行時間確定。當將此與從絕緣故障評估裝置16接收到的關(guān)于哪個電纜出線20已被識別為故障的信息結(jié)合時，因此可精確地確定絕緣故障10的位置。

在此范圍內(nèi)，兩種機制，傳統(tǒng)的絕緣故障定位和時域反射技術(shù)測量，可起到彼此支持的作用，特別是在具有弱反射測量脈沖的廣泛分支供電系統(tǒng)中。

依據(jù)由用于識別故障電纜出線14的絕緣故障評估裝置提供的信息，控制和評估裝置32控制時域反射技術(shù)測量的功能性過程。

功能單元絕緣故障測試儀器12、絕緣故障評估裝置16以及具有控制和評估裝置32的時域反射技術(shù)測量裝置30因此可有利地結(jié)合于結(jié)構(gòu)單元中作為擴展的絕緣故障定位裝置。此外，該擴展的絕緣故障定位裝置可在結(jié)構(gòu)上集成于絕緣監(jiān)控裝置8中。