[发明专利]交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法及系统

权利要求书

1.一种交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法,其特征在于，包括如下步骤：

根据高压电缆不同类型护层接地故障的等效电路模型确定对应类型接地故障的电路传递函数；

确定不同类型护层接地故障的故障特征量，并根据所述电路传递函数并结合护层接地故障的检测信号计算故障特征量范围，构建典型故障模式分类表；

建立K均值聚类模型，并对不同类型护层接地故障的故障特征量进行聚类，得到不同类型护层接地故障的聚类结果；

获取目标高压电缆的检测信号，计算所述目标高压电缆的目标故障特征量，并基于所述目标故障特征量与所述聚类结果确定目标高压电缆的故障类型。

2.根据权利要求1所述的交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法,其特征在于，所述根据高压电缆不同类型护层接地故障的等效电路模型确定对应类型接地故障的电路传递函数具体包括：

建立不同类型接地故障的等效电路模型，根据同一护层回路的两个接地点的护层电流值计算护层回路的电容电流；

其中，将三相高压电缆分为九段A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3，三相高压电缆的两端分别安装有电流互感器S1、S2、S3、S4、S5、S6；

根据所述电容电流计算对应类型护层接地故障的电路传递函数具体为：

1)护层正常接地：两直接接地点护层电流差值为电容电流，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

其中，为电流互感器S1处护层电流值；为电流互感器S4处护层电流值；分别为A1、B2、C3段的泄漏电流；

2)、外护套破损低阻接地故障：感应电流分为两个回路，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

其中，为A1段金属护层中故障点左侧的感应电动势；为A1段金属护层中故障点右侧的感应电动势；分别为A1-B2-C3回路中B2、C3段金属护层的感应电动势；分别为A1、B2、C3段中泄漏电流，R_S为故障点对地的故障阻抗，R为地阻抗；

3)、护层保护器击穿故障：感应电流分为两个回路，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

其中，分别为A1-B2-C3回路中A1、B2、C3段金属护层的感应电动势，分别为A1、B2、C3段中泄漏电流，Z_L1为故障护层保护器L1对地的故障阻抗，R为地阻抗；

4)、环氧板击穿故障：A1-B2-C3回路和B1-C2-A3回路相间短路，分别根据A1-B2-C3回路和B1-C2-A3回路电流差构建传递函数分别如下：

其中，为A1-B2-C3回路中A1、B2、C3段金属护层的感应电动势，为B1-C2-A3回路中B1、C2、A3段金属护层的感应电动势，分别为A1、B2、C3段中泄漏电流，R为地阻抗；R为地阻抗；

5)、接地箱进水故障：三个回路短接，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

其中，为A1-B2-C3回路中A1、B2、C3段金属护层的感应电动势，分别为A1、B2、C3段中泄漏电流，Z_mA1、Z_mB2、Z_mC3为A1-B2-C3回路中A1、B2、C3段金属护层的阻抗，R为地阻抗；

6)、护层焊点松动故障：护层回路间开路，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

7)、接地线被盗故障：护层对地开路，根据电流互感器S1和电流互感器S4检测的电流差值构建电路传递函数如下：

8)、护层连接错误故障：分别根据三个回路首末端单点护层电流构建传递函数如下：

其中，为电流互感器S1～S6处护层电流值；分别为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3段金属护层的感应电动势，分别为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3段金属护层的泄漏电流，Z_mA1、Z_mA2、Z_mA3、Z_mB1、Z_mB2、Z_mB3、Z_mC1、Z_mC2、Z_mC3分别为A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3段金属护层的阻抗。