一种myptj矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，针对MYPTJ矿用高压电缆回路三相建立集中T型等值电路模型，采集供电系统配电装置出口处电缆运行电压信号有效值和电流信号有效值，基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，分别得出各相线路任意位置处电压及电流与配电装置出口处电压及电流的关系，最后运用模型参数识别法原理，进行最小二乘意义参数估计，分别求出各相电缆绝缘电阻值，若电缆绝缘电阻值低于安全阀值，说明电缆绝缘层存在老化问题。本发明检测方法简单，容易实施，可实时在线监测电缆绝缘水平，降低电缆故障发生率，提高矿井电缆供电的可靠性，保证煤矿安全生产的连续性。
【专利说明】—种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力设备在线监测【技术领域】，具体涉及一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻的在线测量方法。
【背景技术】
[0002]MYPTJ矿用高压电缆是煤矿供电系统中的关键设备，电缆运行安全与否，影响着煤矿安全生产及供电可靠性和安全性。煤矿井下环境特殊，电缆在运行过程中经常受冒顶、潮湿等环境的影响，受电化学、热化学及机械等应力因子作用，引发电树枝或水树枝出现，导致其绝缘水平降低，甚至缩短使用寿命。因此，为了提高矿井供电可靠性，保证煤矿供电安全，避免因电缆绝缘劣化而引起瓦斯、煤尘保证等重特大事故的发生，亟需找到一种有效方法对电缆绝缘水平进行实时在线监测。
[0003]近年来，电缆绝缘在线监测一直是国内外学者研究的热点，本领域的学者们做了大量工作，提出了许多测量方法，但是目前还存在一些瓶颈问题。例如，直流叠加法难以准确测量并采集纳安级电流，容易受到电缆护层绝缘电晕影响，测量结果分散性大，精度难以保证；直流法测量需考虑电缆护层接地情况，直流分量十分微弱，在杂散电流影响下难以准确测量；介质损耗角正切法不能有效反映个别集中缺陷，测量时需要考虑各相对地电流，实现过程较复杂；交流叠加法或者低频叠加法因受现场设备制约，不能有效采集信号，同时运行经验少，难以应用于工程实际。在煤矿井下中性点经消弧线圈接地系统中，现有方法无法在线评估电缆绝缘水平。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻的在线测量方法，克服现有监测方法在中性点经消弧线圈接地系统中无法应用的缺点，可实时在线监测电缆绝缘水平。
[0005]本发明提供的技术方案为:一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，其特征在于，包括:
针对MYPTJ矿用高压电缆回路三相，建立集中T型等值电路模型；
采集供电系统配电装置出口处电缆运行电压信号有效值和电流信号有效值；
基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，分别得出各相线路任意位置处电压及电流与配电装置出口处电压及电流的关系；
运用模型参数识别法原理，进行最小二乘意义参数估计，分别求出各相电缆绝缘电阻值，若电缆绝缘电阻值低于安全阀值，说明电缆绝缘层存在老化问题。
[0006]进一步地，所述的电压信号有效值和电流信号有效值通过设置在供电系统配电装置出口处的电压互感器和电流互感器采集。
[0007]进一步地，所述的电压信号有效值和电流信号有效值均为工频有效值。
[0008]本发明克服了现有方法在煤矿井下中性点经消弧线圈接地系统中应用的缺陷，能有效地反映中性点经消弧线圈接地系统中所用电缆的绝缘水平高低。本发明的方法实施设备少，方法简单，通过采集运行的母线电压和电流，进行最小二乘意义下的参数估计，获取电缆绝缘电阻值，实现对电缆绝缘水平的实时监测，降低煤矿井下电缆供电故障发生率，提高电缆供电可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为MYPTJ电缆T型等值电路模型；
图2为电压和电流测量电路图；
图3为模型参数识别原理图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0011]本发明提供一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，具体包括:
(一)针对MYPTJ矿用高压电缆回路A、B、C三相，建立集中T型等值电路模型，具体如图1所示，图中Ral和似2分别为电缆线路A相&处前后的等效电阻-'Lal和La2分别为电缆线路A相&处前后的等效电感'Rag为&处绝缘电阻'Ca为七处分布电容。Rbl和Rb2分别为电缆线路B相Xb处前后的等效电阻'Lbl和Lb2分别为电缆线路B相Xb处前后的等效电感'Rbg为Xb处绝缘电阻'Cb为Xb处分布电容。17和Rc2分别为电缆线路C相&处前后的等效电阻'Lcl和Lc2分 别为电缆线路C相&处前后的等效电感'Rcg为&处绝缘电阻'Ce为Xc处分布电容。
[0012](二)在煤矿井下供电系统配电装置出口处安装电压互感器和电流互感器，采集供电系统配电装置出口处电缆运行电压信号有效值和电流信号有效值，该有效值均为工频有效值，具体布置位置如图2所示。
[0013]图2中，在煤矿中性点经消弧线圈接地供电系统中，在配电装置出口处安装电流互感器和电压互感器，其中图中I处安装的为电流互感器，图中2处安装的为电压互感器。
[0014]电压互感器和电流互感器分别采集电缆运行时各相电压信号有效值和电流信号有效值泌点时刻的电压值和电流值分别为uc (k)和ic (k) ,k~l点时刻的电压值和电流值分别为Uc (k-Ι)和ic (k-1)，k+1点时刻的电压值和电流值分别为Uc (k+Ι)和ic (k+1)，k+2点时刻的电压值和电流值分别为uc (k+2)和ic (k+2)。
[0015](三)基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，可得线路任意位置z处电压~和电流4及配电装置出口处电压Uc和电流厶的关系，本实施例中以C相绝缘电阻测量为例:
U1 ^U1-RJi(I) dut
urdn ^
(2)
=JU + /?今+ 年(3)
di dt
由式(1)、(2)、(3)可以得出:
【权利要求】
1.一种MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，其特征在于，包括: 采集供电系统配电装置出口处电缆运行电压信号有效值和电流信号有效值； 基于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，分别得出各相线路任意位置处电压及电流与配电装置出口处电压及电流的关系； 运用模型参数识别法原理，进行最小二乘意义参数估计，分别求出各相电缆绝缘电阻值，若电缆绝缘电阻值低于安全阀值，说明电缆绝缘层存在老化问题。
2.根据权利要求1所述的MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，其特征在于，所述的电压信号有效值和电流信号有效值通过安装在供电系统配电装置出口处的电压互感器和电流互感器采集。
3.根据权利要求1或2所述的MYPTJ矿用高压电缆绝缘电阻在线测量方法，其特征在于，所述的电压信号有效值和电流信号有效值均为工频有效值。
【文档编号】G01R27/08GK104034966SQ201410225805
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】宋建成, 苏文, 许春雨, 雷志鹏, 宋渊, 刘媛, 李传扬, 李泽宇 申请人:太原理工大学