[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

说明书

本发明涉及一种交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法及系统，其方法包括根据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，并对故障特征量进行聚类，得到聚类结果；获取目标高压电缆的检测信号，计算目标高压电缆的目标故障特征量，并确定目标高压电缆的故障类型。建立典型护层接地故障等效电路模型并确定对应的电路传递函数，再提取故障特征量并构建典型故障模式分类表，通过K均值聚类模型进行聚类分析，即可根据聚类结果对目标高压电缆进行识别，得到其故障类型，提高护层接地故障的诊断精确性。

技术领域

本发明涉及高压电缆故障检测技术领域，尤其涉及一种交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法。

背景技术

高压电缆通常采用直接埋地或电缆沟方式敷设与地下，在长期服役过程中，外绝缘及接地箱等薄弱环节会在水分、土壤环境因素影响老化劣化，形成护层接地故障。现阶段已发现的交叉互联高压电缆护层接地典型故障模式有七类：护层保护器击穿、外护套破损低阻接地、接地箱进水、护层与接地焊接松动、接地线被盗、环氧板击穿、交叉互联接地箱接线错误。现有的护层接地故障模式识别方法没有涵盖七种故障类型，并且识别精度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法与系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法，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。

本发明的有益效果是：本发明的交叉互联高压电缆护层接地故障模式的识别方法，针对典型护层接地故障分别建立等效电路模型，并确定对应的电路传递函数，再提取故障特征量并构建典型故障模式分类表，并通过K均值聚类模型进行聚类分析，这样即可根据聚类结果对目标高压电缆进行识别，得到其故障类型，大大提高了护层接地故障的诊断精确性，以提高护层保护器的检修效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：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：