本发明涉及一种单芯电力电缆故障检测领域，特别涉及一种基于环流测量的单芯电力电缆主绝缘故障和护套接地故障检测结构及其故障检测方法。
背景技术：
随着城市电力电缆系统的发展，110kv交联聚乙烯单芯高压电力电缆在城市配电网中的应用越来越广泛，电缆负荷也日益增大，但是大量单芯高压电缆的投入运行使得电缆接地电流过大的问题也变得日益突出。
与单端接地方式和双端接地方式相比，交叉互联接地方式可以有效地减小和抑制金属护套上的感应电压，进而将接地电流控制在某一范围内。
当电缆发生外护层破损或接地箱内发生故障时，电缆护套接地方式发生变化，使得接地电流异常。若不及时采取措施则可能发生严重事故。因此，进行接地电流的高压电缆状态评估很有必要。
电缆金属护套多点接地故障的检测方法有绝缘电阻法、离线下的脉冲法、直流高压闪络法和冲击高压闪络法等，但都不很理想且不能在线测量。
技术实现要素：
根据以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种可以克服上述缺陷，可以进行电缆接地故障检测及定位的基于环流测量的单芯电力电缆故障检测结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的基于环流测量的单芯电力电缆故障检测结构，包括a、b、c三相，其特征在于：a、b、c三相上分别设置多个护套，分为(1)、(2)、(3)段交叉互联主段，每一个主段的a、b、c三相有m、n、k交叉互联最小段通过引出线交叉互联，每段交叉互联主段a、b、c三相的首端和末端接地。
进一步地优选，每段交叉互联主段a、b、c三相的首端和末端接地线路上，均接有电流互感器，每主段共有6个，来监测环流值。
本发明所具有的有益效果是：所述的基于环流测量的单芯电力电缆接地故障检测结构及其故障检测方法，将针对主绝缘故障下的电缆护套进行环流监测，在此状态下测量护套环流值，将线路上的若干组环流数据对比，根据不同故障接地点下的环流特性，进而进行故障判断和定位。
附图说明
图1是本发明的交叉互联接地方式下的待测电缆示例图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
如图1所示，本发本实施例涉及一种基于环流测量的单芯电力电缆接地故障检测结构及其故障检测方法，包括a、b、c三相，其特征在于：a、b、c三相上分别设置多个护套，分为(1)、(2)、(3)段交叉互联主段，每一个主段的a、b、c三相有m、n、k交叉互联最小段通过引出线交叉互联，每段交叉互联主段a、b、c三相的首端和末端接地，每段交叉互联主段a、b、c三相的首端和末端接地线路上，均接有电流互感器，每主段共有6个。
基于环流测量的单芯电力电缆故障检测方法，包括以下步骤：
步骤一，在电缆接地端处测量各回各相首端护套环流值，并同时测量各回各相运行环流值；
步骤二，观察各相环流值，正常情况下，各相环流应接近于0，若某相出现环流较大情况，设该相为第n回x相，即该相首端护套环流isnx＞0，可以判断该相护套及其串联的护套存在接地故障，进而可以判断其故障位置，判断方式如下：
1)按照交叉互联段顺序，对电流互感器流过环流分别为i1a1、i1a2、i1b1、i1b2、i1c1、i1c2；i2a1、i2a2、i2b1、i2b2、i2c1、i2c2；i3a1、i3a2、i3b1、i3b2、i3c1、i3c2。
2)观察继电保护器动作位置，判断单相故障的故障相位。若单相故障导致a相动作，则判断单相故障发生在a相。
3)观察18个电流传感器故障时刻前后测量的环流值，若不存在交叉互联主段中6个电流互感器测得的环流值均约为0，则可判断故障发生在交叉互联主段(3)中。若存在交叉互联主段中6个电流互感器测得的环流值均约为0，则可判断单相故障发生在离此交叉互联主段最近且靠近电源端的另一交叉互联主段上。
4)观察交叉互联主段中，6个电流互感器测得的发生单相故障后环流峰值，若i2a1、i2b1、i2c1、i2a2、i2b2、i2c2均异常增大且其中i2b1、i2a2相对另外4个电流互感器测得的环流峰值相对较小，则判断故障发生在该交叉互联主段的交叉互联最小段k段。
5)观察交叉互联主段中，6个电流互感器测得的发生单相故障后环流峰值，若i2a1、i2c1、i2b2、i2c2均异常增大且其中i2c1、i2b2相对另外2个电流互感器测得的环流峰值相对较小，则判断故障发生在该交叉互联主段的交叉互联最小段n段。
6)观察交叉互联主段中，6个电流互感器测得的发生单相故障后环流峰值，若i2a1、i2c2异常增大，则判断故障发生在该交叉互联主段的交叉互联最小段m段。
本实施例中以某存在单相故障的单回三相单芯电缆为例，如图1所示，检测步骤如下：
1、观察18个电流传感器故障时刻前后测量的环流值，若交叉互联主段(3)中6个电流互感器测得的环流值i3a1、i3b1、i3c1、i3c1、i3c1与i3c1均约为0，则可判断故障发生在交叉互联主段(2)中。
2、观察继电保护器动作，若单相故障导致a相动作，则判断单相故障发生在a相。
3、交叉互联主段(2)中，6个电流互感器测得的发生单相故障后环流峰值，若i2a1、i2c1、i2b2、i2c2均异常增大且其中i2c1、i2b2相对其他4个电流互感器测得的环流峰值相对较小，则判断故障发生在该交叉互联主段的交叉互联最小段n段。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。