一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電纜局部放電檢測領域，具體涉及一種長距離高壓電纜局部放電 雙端定位系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市電網(wǎng)的用電量逐年增加，結合城市的美觀設計，電力電 纜的大量的使用，已成為城市內傳輸電力的主要產(chǎn)品。由于電纜的絕緣結構設計及現(xiàn)場施 工工藝等原因，以及電纜的壽命老化，電纜的絕緣問題越來越多，局部放電（以下簡稱局 放）尤為突出。如果不能及時的檢測并處理電纜局放絕緣問題，一旦電纜絕緣擊穿就會導 致重大停電事故，影響城市的正常運轉。因此，對交聯(lián)聚乙烯電纜的局放檢測及定位方法的 研宄尤為重要。
[0003] 目前，電纜局放定位方法主要采用時域反射法。上述方法存在的一個嚴重問題就 是如果遇到長電纜測試時，由于電纜局放信號屬于高頻信號，在長電纜上傳輸存在嚴重傳 輸衰減特性，所以用時域反射法在長電纜局放定位上，無法進行局放定位。目前國內外的電 纜局放檢測儀器都無法實現(xiàn)長距離的電纜局放定位。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種長距離高壓電纜局部放 電雙端定位系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法根據(jù)局放信號的相關性，求出局放信號達到兩端的 時間差，從而確定局放位置，提高了長距離電纜的局放定位精度。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：
[0006] 一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)，包括：局放采集主設備、局放采集從 設備和通信模塊；
[0007] 所述局放采集主設備和局放采集從設備分別連接在待檢測的電力電纜的兩端；所 述局放采集主設備通過通信模塊與局放采集從設備進行通信。
[0008] 一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟：
[0009] (1)設置局放采集設備的采集參數(shù)，建立局放采集主設備與局放采集從設備之間 的通信；
[0010] (2)高壓電纜上的振蕩波電壓觸發(fā)局放采集主設備和局放采集從設備，局放采集 主設備和局放采集從設備分別進行高壓電纜上的振蕩波電壓及局放信號的采集；
[0011] (3)信號采集完成后，將局放采集從設備采集的數(shù)據(jù)傳輸至局放采集主設備進行 同步處理，計算出局放采集主設備與局放采集從設備數(shù)據(jù)同步采集的時延Λ t ;
[0012] (4)局放采集主設備將同步后的局放數(shù)據(jù)根據(jù)Λ t劃分為若干段數(shù)據(jù)，分別對所 述若干段數(shù)據(jù)進行局放信號濾波處理，并求出局放信號達到電纜兩端的時間差，即得出局 放定位距離，從而計算出平均局放定位距離。
[0013] 所述步驟（2)中局放采集主設備和局放采集從設備的采樣率和采樣長度一致。
[0014] 所述步驟（2)中局放采集主設備采用觸發(fā)采集方式，局放采集從設備采用觸發(fā)預 采集方式，即在觸發(fā)之前采集設定長度采樣點，觸發(fā)后采集數(shù)據(jù)，在采集設定長度數(shù)據(jù)后， 停止米集。
[0015] 所述步驟（3)中將局放采集從設備采集的數(shù)據(jù)傳輸至局放采集主設備進行同步 處理的具體過程為：
[0016] 對局放采集主設備和局放采集從設備的電纜振蕩波電壓采集數(shù)據(jù)進行相關運算， 得到的數(shù)據(jù)最大值對應著主設備與從設備的振蕩波電壓信號的延時采樣點數(shù)N max;
[0017] 設定采樣率fs，根據(jù)公式At = Nmax/fs求出局放采集主設備與局放采集從設備的 延時Λ t，即局放采集主設備經(jīng)過Λ t之后與局放采集從設備同步采集；
[0018] 刪除局放采集主設備從開始采集到Λ t時間段內采集的數(shù)據(jù)，刪除局放采集從設 備從結束采集到Λ t時間段內采集的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)局放采集主設備與局放采集從設備采集數(shù) 據(jù)同步，并且長度一致。
[0019] 所述相關運算具體為：
[0020] 相關性的離散實現(xiàn)方法為：假定N是局放采集主設備輸入序列X的元素個數(shù)，M是 局放采集從設備序列Y中的元素個數(shù)，相關序列為R xy，并假設超出序列X和Y的索引元素 等于零，即：
[0021] Xi= 0, 土<0或1》
[0022] Yi= 0, 1<0或1>]?
[0023] 則輸出相關序列Rxy的元素為：
【主權項】
1. 一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)，其特征是，包括：局放采集主設備、局 放采集從設備和通信模塊； 所述局放采集主設備和局放采集從設備分別連接在待檢測的電力電纜的兩端；所述局 放采集主設備通過通信模塊與局放采集從設備進行通信。
2. -種如權利要求1所述的長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)的定位方法，其特 征是，包括以下步驟： (1) 設置局放采集設備的采集參數(shù)，建立局放采集主設備與局放采集從設備之間的通 ?目； (2) 高壓電纜上的振蕩波電壓觸發(fā)局放采集主設備和局放采集從設備，局放采集主設 備和局放采集從設備分別進行高壓電纜上的振蕩波電壓及局放信號的采集； (3) 信號采集完成后，將局放采集從設備采集的數(shù)據(jù)傳輸至局放采集主設備進行同步 處理，計算出局放采集主設備與局放采集從設備數(shù)據(jù)同步采集的時延Λ t ; (4) 局放采集主設備將同步后的局放數(shù)據(jù)根據(jù)Λ t劃分為若干段數(shù)據(jù)，分別對所述若 干段數(shù)據(jù)進行局放信號濾波處理，并求出局放信號達到電纜兩端的時間差，即得出局放定 位距離，從而計算出平均局放定位距離。
3. 如權利要求2所述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述 步驟（2)中局放采集主設備和局放采集從設備的采樣率和采樣長度一致。
4. 如權利要求2所述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述 步驟（2)中局放采集主設備采用觸發(fā)采集方式，局放采集從設備采用觸發(fā)預采集方式，即 在觸發(fā)之前采集設定長度采樣點，觸發(fā)后采集數(shù)據(jù)，在采集設定長度數(shù)據(jù)后，停止采集。
5. 如權利要求2所述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述 步驟（3)中將局放采集從設備采集的數(shù)據(jù)傳輸至局放采集主設備進行同步處理的具體過 程為： 對局放采集主設備和局放采集從設備的電纜振蕩波電壓采集數(shù)據(jù)進行相關運算，得到 的數(shù)據(jù)最大值對應著主設備與從設備的振蕩波電壓信號的延時采樣點數(shù)Nmax; 設定采樣率fs，根據(jù)公式At = Nmax/fs求出局放采集主設備與局放采集從設備的延時 Λ t，即局放采集主設備經(jīng)過Λ t之后與局放采集從設備同步采集； 刪除局放采集主設備從開始采集到Λ t時間段內采集的數(shù)據(jù)，刪除局放采集從設備從 結束采集到Λ t時間段內采集的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)局放采集主設備與局放采集從設備采集數(shù)據(jù)同 步，并且長度一致。
6. 如權利要求5所述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述 相關運算具體為： 相關性的離散實現(xiàn)方法為：假定N是局放采集主設備輸入序列X的元素個數(shù)，M是局放 采集從設備序列Y中的元素個數(shù)，相關序列為Rxy，并假設超出序列X和Y的索引元素等于 零，即： Xi= 0, i < O 或 i>N yi= 0, i < 0 或 i>M 則輸出相關序列Rxy的元素為：
其中Rxyi表示相關序列數(shù)據(jù)中第i的值，即索引為i的值；Xk表示序列X中索引為k的 值；Xk+^示序列Y中的索引為k+i的值。
7. 如權利要求2述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述步 驟（4)求出局放信號的時間差，并出平均局放定位距離的具體方法為： 1) 將局放采樣數(shù)據(jù)根據(jù)Λ t分為若干數(shù)據(jù)段； 2) 將局放采集主設備與局放采集從設備中每一分段的數(shù)據(jù)進行相關運算，找出相關運 算后數(shù)據(jù)的最大值對應的數(shù)組索引Nmax，則局放信號達到局放采集主設備與局放采集從設 備的時間差值為：At' = Nmax/fs，其中fs是米樣率； 3) 根據(jù)求得的時間差值At'，求出平均局放定位距離。
8. 如權利要求2述的一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位方法，其特征是，所述步 驟3)中求出平均局放定位距離的方法為：
其中，1是高壓電纜的長度，V是局放信號在電纜的傳播速度，At'為局放信號達到局 放采集主設備與局放采集從設備的時間差值。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長距離高壓電纜局部放電雙端定位系統(tǒng)及方法，包括：局放采集主設備、局放采集從設備和通信模塊；局放采集主設備和局放采集從設備分別連接在待檢測的電力電纜的兩端；所述局放采集主設備通過通信模塊與局放采集從設備進行通信。本發(fā)明有益效果：改變了傳統(tǒng)的測量高壓電纜的距離和信號傳輸速度求信號延時，本發(fā)明采用高壓電纜振蕩波電壓的相似度計算出局放采集設備之間的延時，并且經(jīng)過濾波后大大減少有用信號附近的雜波信號，提高了延時精度。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號】CN104678266
【申請?zhí)枴緾N201510060985
【發(fā)明人】沈慶河, 劉嶸, 姚金霞, 胡曉黎, 段玉兵, 張皓
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 山東電力研究院
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月5日