一種高壓電纜護層環流預測方法
2023-04-30 15:43:31
一種高壓電纜護層環流預測方法
【專利摘要】本發明涉及一種高壓電纜護層環流預測方法，包括以下步驟：1)工控機根據高壓電纜線路的敷設方式，運用通用有限元軟體，建立感應環流理論模型，並計算護層環流理論值；2)環流信號傳感器在線採集電纜的護層環流數據，並傳輸給工控機；3)電流互感器在線採集電纜的負載電流數據，並傳輸給工控機；4)工控機將接收到的環流數據、負載電流數據和護層環流理論值進行比對，修正感應環流理論模型的參數；5)工控機根據修正後的感應環流理論模型預測高壓電纜護層環流數據，並顯示預測結果。與現有技術相比，本發明具有預測準確度高等優點。
【專利說明】一種高壓電纜護層環流預測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高壓電纜狀態監測方法，尤其是涉及一種高壓電纜護層環流預測方法。
【背景技術】
[0002]電力電纜線路越來越廣泛地應用於城市電網，並有逐步取代架空輸、配電線路的趨勢，電力電纜的安全可靠運行直接關係到城市電網供電可靠性，推廣電纜線路狀態檢修勢在必行。實施狀態檢修的基礎是獲取設備的實時狀態信息。相對於其他設備，電纜實時狀態信息的獲取及故障精確診斷更為重要、難度也更大，這是因為:①電纜與其他設備不同，電纜本體在工廠內製作，而電纜接頭要在現場安裝，現場施工質量受人為工藝、安裝環境的影響，可能達不到工廠內的質量控制要求，所以電纜接頭往往成為電纜系統的薄弱點；而且電纜接頭的結構較為複雜，缺陷定位、評估缺陷的嚴重程度的難度比較大。②電纜、特別是高壓輸電電纜的運行時間短、運行維護經驗較少，對其絕緣特性的研究也需要進一步深入；③目前普遍採用的交聯聚乙烯絕緣電纜，其故障特點是突發性大、往往絕緣擊穿前沒有任何徵兆；④電纜安裝在地下，距離很長，不論巡視、帶電檢測、檢修、診斷都耗時耗力，不易實施；⑤由於試驗設備容量等原因，國內對高壓電纜在停電時普遍不進行主絕緣交流耐壓試驗，這樣就不能對主絕緣的狀態進行考核檢驗。
[0003]隨著對高壓電纜狀態參數的認識不斷深入，高壓電纜介質老化機理研究成果和電子技術廣泛應用於高壓電纜的狀態檢測領域，各種在線、離線狀態檢測技術應運而生。同時，各種狀態檢測和診斷技術的準確性、可信度一直困擾著高壓電纜狀態檢修策略優化決策；所以，亟需立項進行深入研究。
[0004]高壓電纜護層環流的測量，是國內外普遍採用的電纜帶電檢測技術，很多故障可以引起電纜感應環流較之正常運行時顯著增大。有的地區還安裝了環流在線監測裝置，但是由於成本等原因，尚未大面積推廣。由於實際情況的複雜性，目前電纜環流的理論值和實測值存在較大的偏差，且三相感應環流之間的大小比例關係難以作為判斷具體故障類型的依據，這都是目前需要解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種預測準確度高的高壓電纜護層環流預測方法。
[0006]本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]—種高壓電纜護層環流預測方法，包括以下步驟:
[0008]I)工控機根據高壓電纜線路的敷設方式，運用通用有限元軟體，建立感應環流理論模型，並計算護層環流理論值；
[0009]2)環流信號傳感器在線採集電纜的護層環流數據，並傳輸給工控機；
[0010]3)電流互感器在線採集電纜的負載電流數據，並傳輸給工控機；[0011]4)工控機將接收到的環流數據、負載電流數據和護層環流理論值進行比對，修正感應環流理論模型的參數；
[0012]5)工控機根據修正後的感應環流理論模型預測高壓電纜護層環流數據，並顯示預測結果。
[0013]所述的護層為金屬護層。
[0014]所述的感應環流理論模型包括電容電流計算模型和感應電流計算模型。
[0015]所述的護層環流理論值為電容電流與感應電流的矢量和。
[0016]所述的步驟2)中，環流信號傳感器為高壓電流互感器。
[0017]所述的步驟5)中，預測高壓電纜護層環流數據後，若預測值超出設定的報警閾值，則工控機發出報警信號。
[0018]與現有技術相比，本發明通過電纜護層環流在線監測數據、帶電檢測數據、理論模型計算結果的對比，對理論模型進行修正和完善，進而提出護層環流測量的定量判斷方法，提高預測的精確度，保證了電力電纜運行的穩定性。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
[0020]一種高壓電纜護層環流預測方法，用於預測電纜金屬護層的環流，保證電力電纜的穩定運行。該方法具體包括以下步驟:
[0021]I)工控機根據高壓電纜線路的敷設方式，運用通用有限元軟體，建立感應環流理論模型，並計算護層環流理論值。
[0022]常見通用有限兀軟體包括LUSAS, MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech>Algor>Femap / NX Nastran>Hypermesh>COMSOL Multiphysics、FEPG 等等。所述的感應環流理論模型包括電容電流計算模型和感應電流計算模型，所計算的護層環流理論值為電容電流與感應電流的矢量和。
[0023]2)環流信號傳感器在線採集電纜的護層環流數據，並傳輸給工控機。環流信號傳感器為高壓電流互感器，具有絕緣安全可靠、密封切實可靠、溫度設計可靠、熱動穩定可靠的優點。
[0024]3)電流互感器在線採集電纜的負載電流數據，並傳輸給工控機。
[0025]4)工控機將接收到的環流數據、負載電流數據和護層環流理論值進行比對，修正感應環流理論模型的參數。
[0026]5)工控機根據修正後的感應環流理論模型預測高壓電纜護層環流數據，並顯示預測結果。預測高壓電纜護層環流數據後，若預測值超出設定的報警閾值，則工控機發出報警信號。
【權利要求】
1.一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，包括以下步驟: 1)工控機根據高壓電纜線路的敷設方式，運用通用有限元軟體，建立感應環流理論模型，並計算護層環流理論值； 2)環流信號傳感器在線採集電纜的護層環流數據，並傳輸給工控機； 3)電流互感器在線採集電纜的負載電流數據，並傳輸給工控機； 4)工控機將接收到的環流數據、負載電流數據和護層環流理論值進行比對，修正感應環流理論模型的參數； 5)工控機根據修正後的感應環流理論模型預測高壓電纜護層環流數據，並顯示預測結果O
2.根據權利要求1所述的一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，所述的護層為金屬護層。
3.根據權利要求1所述的一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，所述的感應環流理論模型包括電容電流計算模型和感應電流計算模型。
4.根據權利要求3所述的一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，所述的護層環流理論值為電容電流與感應電流的矢量和。
5.根據權利要求1所述的一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，所述的步驟2)中，環流信號傳感器為高壓電流互感器。
6.根據權利要求1所述的一種高壓電纜護層環流預測方法，其特徵在於，所述的步驟5)中，預測高壓電纜護層環流數據後，若預測值超出設定的報警閾值，則工控機發出報警信號。
【文檔編號】G01R19/165GK103529272SQ201310489156
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】張麗, 周韞捷, 許強, 蔣曉娟, 李海 申請人:國網上海市電力公司