一种三芯电缆外护套故障定位方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113791303A(43)申请公布日2021.12.14(21)申请号202110964575.5(22)申请日2021.08.19(71)申请人云南电网有限责任公司大理供电局地址671099云南省大理白族自治州大理市下关开发区电力巷(72)发明人朱道俊张文锋李国彬和琨李亚楠张京良刘干张国建杨振邦陈海涛(74)专利代理机构昆明正原专利商标代理有限公司53100代理人于洪金耀生(51)Int.Cl.G01R31/08(2006.01)G06F17/14(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种三芯电缆外护套故障定位方法及装置(57)摘要本发明涉及一种三芯电缆外护套故障定位方法及装置，属于电缆故障定位技术领域。该方法首先沿三芯电缆敷设两芯信号电缆；然后将敷设的两芯电缆的一端悬空，另一端其中一芯电缆直接接地；另一端另外一芯电缆与信号放大电路输入端连接，信号放大电路经过隔直电容与跟随电路连接，跟随电路与保护电路连接，保护电路与AD芯片连接，信号通过AD芯片数字化后，再与DTU连接，发送到后台进行处理分析，从而对外护套故障进行预警。本发明通过测量三芯电缆外护套破损时的泄露电场，发现电缆外护套故障，同时可以通过分段监测来确定电缆外护套故障所在区域，解决了三芯电缆外护套破损及定位的盲区，有效提高35kV及以下电缆线路的运行可靠性。CN113791303ACN113791303A权利要求书1/2页1.一种三芯电缆外护套故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），沿三芯电缆敷设两芯信号电缆；步骤（2），将敷设的两芯电缆的一端悬空，另一端其中一芯电缆直接接地；另一端另外一芯电缆与信号放大电路输入端连接，信号放大电路经过隔直电容C2与跟随电路连接，跟随电路与保护电路连接，保护电路与AD芯片U2连接，信号通过AD芯片U2数字化后，再与DTU连接，发送到后台进行处理分析；步骤（3），后台接收到DTU传来的电场数值信息，然后将电场数值信息按照时间轴排列形成电场变化趋势波形图；步骤（4），使用滤波算法将电场变化趋势波形图中不属于50Hz的工频分量去除；步骤（5），使用短时傅里叶算法将经步骤（4）处理后的波形图转化为电场有效值变化趋势图；步骤（6），通过滑窗算法进行计算，当相邻窗口之间平均值之差超过预设值时，则进行下一步；步骤（7），计算后续3个窗口平均值中最大值和最小值之差是否小于3个窗口内元素的极小值的一半，若是，则进行外护套故障预警，反之则略过本次触发。2.根据权利要求1所述的三芯电缆外护套故障定位方法，其特征在于，步骤（1）具体为：沿三芯电缆采用分段敷设的方式两芯信号电缆，每段敷设一根。3.根据权利要求1所述的三芯电缆外护套故障定位方法，其特征在于，步骤（1）中，将两芯信号电缆采用捆扎方式固定在三芯电缆外壁。4.根据权利要求1所述的三芯电缆外护套故障定位方法，其特征在于，所述的信号放大电路包括三极管Q1、电容C1、电阻R1和电阻R2；所述的跟随电路包括运算放大器U1、电阻R3、电阻R4和电容C3；所述保护电路包括二极管D1、二极管D2和电容C4；电容C1的一端分别与电阻R1、三极管Q1的基极相连；三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极与电阻R2的一端相连；电阻R2的另一端与电阻R1的另一端相连；电阻R2的一端还通过电容C2与电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端分别与电容C3的一端、运算放大器U1的+输入引脚相连；电容C3的另一端接地；运算放大器U1的‑输入引脚与运算放大器U1的输出端相连；运算放大器U1的输出端还与电阻R4的一端相连；电阻R4的另一端分别与二极管D1的正极、电容C4的一端、二极管D2的负极、AD芯片U2相连；电容C4的另一端与二极管D2的正极相连并接地。5.根据权利要求1所述的三芯电缆外护套故障定位方法，其特征在于，步骤（6）中，预设值为设备初始挂网后波形稳定时的设备测量电场数值的50%。6.一种三芯电缆外护套故障定位装置，其特征在于，包括两芯信号电缆、数据采集装置和后台；所述的数据采集装置包括信号放大电路、跟随电路、保护电路、AD芯片U2和DTU；2CN113791303A权利要求书2/2页沿三芯电缆敷设两芯信号电缆；将敷设的两芯电缆的一端悬空，另一端其中一芯电缆直接接地；另一端另外一芯电缆与信号放大电路输入端连接，信号放大电路经过隔直电容C2与跟随电路连接，跟随电路与保护电路连接，保护电路与AD芯片U2连接，信号通过AD芯片U2数字化后，再与DTU连接，DTU与后台相连。7.根据权利要求6所述的三芯电缆外护套故障定位装置，其特征在于，所述的信号放大电路包括三极管Q1、电容C1、电阻R1和电阻R2；所述的跟随电路包