高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法与仪器与流程

本发明涉及输变电领域，更具体的，涉及一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法、系统、带电定位仪器和旁路器。

背景技术：

1、高压电缆线路安装于地下，受降水、季节影响常存在表面浸水或潮湿环境下运行，当电缆外护层外破之后易导致电缆金属套非正常接地，并在电缆金属护套感应电压的作用下发生电化学腐蚀到时铝护套穿孔，引发主绝缘水树、绝缘损伤而引发事故。传统电缆金属套多点接地需要停电检测、测试周期长，给电网安全运行带来风险。

2、目前，通过各种测试方法虽然能够定位到高压电缆金属护套层接地点所对应的高压电缆测试段，但是具体在该测试段上的位置，则需要电网运维检修人员通过沿线排查等方式实现缺陷的具体定位以及维修。然而，这一工作导致缺陷定位、排查工作容易出现不准确的情形、故障恢复消耗大量时间、效率低下，另外巡线工作不仅消耗了大量的人力物力，也容易造成危险，导致事故。

3、针对上述问题，亟需一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法与仪器。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法、系统、带电定位仪器和旁路器，通过在高压电缆接地缺陷测试段的单端接地系统上设置相应的测试仪器，进行故障电流、故障电压的测试，从而推算出接地缺陷发生的具体位置。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明第一方面，涉及一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法，方法包括下述步骤：步骤1，对于高压电缆中依次连接的多个高压电缆测试段进行测试，并提取出一个或多个接地缺陷测试段；步骤2，针对每一个接地缺陷测试段，分别在接地缺陷测试段的单端接地系统上连接旁路器、带电定位仪器，并断开单端接地系统中直接接地箱的接地线；步骤3，采用带电定位仪器对单端接地系统中的故障电流、故障电压进行测试，并基于故障电流、故障电压实现对接地缺陷测试段上缺陷点的定位。

4、优选的，高压电缆测试段为基于所述单端接地系统实现的对高压电缆的分段；高压电缆上包括多个高压电缆测试段；单端接地系统在高压电缆测试段的一端设置直接接地箱，另一端设置保护接地箱，并通过接地箱铜牌与高压电缆的三相金属护套层实现连接。

5、优选的，接地缺陷测试段是通过测试获得的；若测试时判定高压电缆测试段中单相金属护套层存在接地，则判定高压电缆测试段为接地缺陷测试段。

6、优选的，步骤2还包括：将第一旁路器分别与保护接地箱的三相接地箱铜排连接，第一旁路器的另一端接地；断开直接接地箱的接地线，并将直接接地箱的接地端与第二旁路器连接，第二旁路器的另一端接地；将带电定位仪器的三相测量引线按照预设顺序与述三相接地箱铜排连接，并将带电定位仪器的接地端子接地。

7、优选的，将带电定位仪器的三相测量引线按照预设顺序与三相接地箱铜排连接还包括：将带电定位仪器的第三测量引线与故障相对应的接地箱铜牌连接；将带电定位仪器的第一、第二测量引线与非故障相对应的接地箱铜牌连接；故障相是基于步骤1中的测试获得的。

8、优选的，步骤3中还包括：控制带电定位仪器，确保带电定位仪器在第一测试状态和第二测试状态下分别测量单端接地系统中的故障电流、故障电压；在第一测试状态下，基于带电定位仪器通过第一测量引线获取到第一故障电流i1，通过第二测量引线和第三测量引线获取到第一故障电压u1；在第二测试状态下，基于带电定位仪器通过第三测量引线获取到第二故障电流i2，通过第二测量引线和第三测量引线获取到第二故障电压u2。

9、优选的，基于故障电流、故障电压实现对所述接地缺陷测试段上缺陷点的定位还包括：通过故障电流、故障电压计算缺陷点与带电定位仪器所在的接地缺陷测试段的一端之间的高压电缆的长度l1；且有，，其中，l为接地缺陷测试段的高压电缆全长。

10、优选的，第一故障电压u1等效于缺陷点与带电定位仪器所在的接地缺陷测试段的一端之间的故障相护套层的电压差；第二故障电压u2等效于缺陷点与接地缺陷测试段的另一端之间的故障相护套层的电压差。

11、优选的，完成对于每一个接地缺陷测试段的测试后，对旁路器、带电定位仪器进行拆除，并对单端接地系统进行恢复；拆除还包括：步骤4.1，将带电定位仪器从单端接地系统上断开；步骤4.2，先将第一旁路器从单端接地系统上断开，再对第一旁路器进行放电并等待60s后拆除第一旁路器；步骤4.3，先恢复直接接地箱的接地线，再拆除第二旁路器。

12、本发明第二方面，涉及一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位系统，定位系统用于实现本发明第一方面中方法的步骤；并且，定位系统包括高压电缆测试段，以及对应于高压电缆测试段设置的单端接地系统、预测试模块、旁路器和带电定位仪器；其中，预测试模块，用于对于高压电缆中依次连接的多个高压电缆测试段进行测试，并提取出一个或多个接地缺陷测试段；旁路器和带电定位仪器接入至高压电缆测试段的单端接地系统中，用于对单端接地系统中的故障电流、故障电压进行测试，并基于故障电流、故障电压实现对所述接地缺陷测试段上缺陷点的定位。

13、本发明第三方面，涉及一种带电定位仪器，仪器用于实现本发明第一方面中的一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法的步骤；并且，仪器包括测量引线、直流电流测量单元、直流电压测量单元、滤波单元、控制测量模块、电流源和接地模块；其中，测量引线分别通过所述控制测量模块、滤波单元与直流电流测量单元、直流电压测量单元连接，以实现对故障电流、故障电压的测试；滤波单元对测量引线上的电压信号进行交流滤波，获得电压信号中的直流分量；电流源，一端与直流电流测量单元连接，另一端通过接地模块接地；控制测量模块，控制测量引线与直流电流测量单元、直流电压测量单元的连接方式，同时与电流源的控制端连接以调整电流源的电流大小。

14、优选的，控制测量模块包括第一开关k3、第二开关k4；其中，第一开关k3连接在第一测量引线和直流电流测量单元之间，第二开关k4连接在直流电压测量单元和直流电流测量单元之间；其中，直流电压测量单元的两个测量端分别通过滤波单元与第二测量引线、第三测量引线连接，并且，与所述第三测量引线连接的所述直流电压测量单元的测量端与第二开关k4连接；第一开关k3、第二开关k4均连接至直流电流测量单元的同一侧，直流电流测量单元的另一侧通过电流源接地。

15、优选的，控制测量模块还包括控制测量单元；控制测量单元，一方面接收来自直流电流测量单元、直流电压测量单元的故障电流、故障电压并输出；另一方面，控制测量单元具备人机交互元件，用于控制第一开关k3、第二开关k4的开关状态，并调整电流源的电流大小。

16、优选的，直流电流测量单元测量精度不低于1ma；直流电压测量单元测量精度不低于1mv；电流源的电流不低于10ma；且在支持高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法时，电流源在50ma至600ma之间调节。

17、优选的，仪器还包括仪器外壳，外壳通过接地模块接地。

18、本发明第四方面，涉及一种旁路器，旁路器为单相旁路器或三相旁路器；旁路器的每一相上均包括组合开关k11、k12和电容器；k11一端与旁路器接线端连接，另一端通过电容器与接地端连接；k12并联在电容器的两端；电容器的最低容量为1 uf。

19、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种高压电缆单端接地系统中护套层接地的定位方法、系统、带电定位仪器和旁路器，通过在高压电缆接地缺陷测试段的单端接地系统上设置相应的测试仪器，进行故障电流、故障电压的测试，从而推算出接地缺陷发生的具体位置。本发明构思巧妙、有效可靠，通过带电定位仪器和旁路器的特殊连接结构，只采用一种接线方式就实现了对故障两侧电压、电流的分别测量，从而通过故障点两侧护套层线路电阻的推算实现了对故障点的精确定位，方法测量周期短、效率高、节约人力成本，能够对多点故障分别定位，同时不会影响电力系统的正常运行。

20、本发明的有益效果还包括：

21、1、在线路带电运行的状态下，方法就能够利用旁路器通交流、阻直流的原理测试获取故障段相关的两组直流电压、电流数据，同时运用欧姆定律以及长度与电阻的关系，计算获取测试段电缆单端接地系统中金属护套层的接地点位置。

22、2、本发明方法可在高压电缆线路带电状态下定位电缆单端接地系统金属护套接地位置，大大缩短周期短、效率高、代价小，有效避免金属护套电化学腐蚀穿孔引发的故障问题。