变电站二次控制电缆路径检测方法和装置与流程

本技术属于电力，尤其涉及变电站二次控制电缆路径检测方法和装置。

背景技术：

1、近年来，随着城市建设的快速发展，电力电缆已经广泛得到应用，电力电缆维护的工作量也在增加。由于原始电力电缆路径资料不尽如人意，城市建设日新月异，电力电缆维护人员岗位调整等客观原因，电力电缆路径的探测与电力电缆的识别成为电力电缆维护工作中极其重要的一环。如果无法明确电力电缆路径，将增加工程施工时损伤供电电力电缆事故率；不知道电力电缆具体走向，就无法对电力电缆的故障点进行查找，影响了抢修的速度和恢复供电的时间。因此，对电力电缆路径的检测具有十分重要的社会和经济效益。

2、传统的电力电缆路径检测是基于无线射频识别技术实现的，即在电力电缆上每隔一定距离设置一个电子标签，该电子标签中设置电力电缆的相关信息。之后，工作人员手持阅读器向电子标签进行信息交互，读取电子标签中的电力电缆的相关信息，根据读取的电力电缆的相关信息确定电力电缆的路径。

3、然而，传统的电力电缆路径检测需要依赖于预先设置在电力电缆上的多个电子标签，而电子标签则需要人工定期维护，而这无疑会大大增加电力电缆路径检测所需要的人工成本和设备成本。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本技术实施例提供了变电站二次控制电缆路径检测方法和装置。

2、本技术是通过如下技术方案实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种变电站二次控制电缆路径检测方法，包括：

4、向变电站二次控制电缆中注入探测信号；

5、通过三轴磁阻传感器在预设区域的多个位置检测得到实测磁场分布信息，所述预设区域为变电站二次控制电缆上方的区域；

6、将所述实测磁场分布信息与理论磁场分布信息进行比对，所述理论磁场分布信息为通过实验确定的、且到变电站二次控制电缆的垂直距离为预设距离处得到的磁场分布信息；

7、根据所述实测磁场分布信息与理论磁场分布信息的匹配情况，确定变电站二次控制电缆的路径。

8、结合第一方面，在一些实施例中，所述理论磁场分布信息的确定过程包括：

9、对控制电缆进行建模，得到控制电缆模型，所述控制电缆模型包含控制电缆的结构信息；

10、对控制电缆的敷设环境进行建模，得到敷设环境模型；

11、基于所述控制电缆模型和所述敷设环境模型，获取单根控制电缆的第一磁场分布和多根控制电缆的第二磁场分布；

12、根据所述第一磁场分布和所述第二磁场分布，确定所述理论磁场分布信息。

13、结合第一方面，在一些实施例中，所述控制电缆的结构信息包含电缆结构和材质，所述电缆结构包含导体直径、内绝缘厚度、内护套厚度、铠装厚度和外护套厚度，所述材质包含导体的材质、内绝缘的材质、内护套的材质、铠装的材质和外护套的材质；

14、所述敷设环境模型包含敷设环境的结构参数；对于控制电缆敷设在电缆隧道内的情况，所述敷设环境的结构参数包括隧道宽度、隧道高度、电缆支架层数、支架间距、支架宽度和电缆放置方式；对于控制电缆敷设在地面下的情况，所述敷设环境的结构参数包括土壤、埋深和电缆放置方式。

15、结合第一方面，在一些实施例中，所述获取单根控制电缆的第一磁场分布和多根控制电缆的第二磁场分布，包括：

16、对所述控制电缆模型进行网格划分；其中，电缆线芯表层的网格划分密集度大于线芯内部的网格划分密集度，网格划分为三角形、四边形、六节点的三角形中的任一模式；

17、基于网格划分后的控制电缆模型，获取单根控制电缆的第一磁场分布和多根控制电缆的第二磁场分布。

18、结合第一方面，在一些实施例中，所述单根控制电缆的第一磁场分布的获取过程包括：

19、向所述单根控制电缆中注入预设电流大小的三相工频交流电，获取所述单根控制电缆的第一磁场分布；

20、所述第一磁场分布包含：

21、a相线芯表层磁场最大，b相线芯和c相线芯的磁场极值处于b相线芯、c相线芯与a相线芯紧邻出的线芯表层；所述单根控制电缆外一周的磁场分布曲线呈抛物线状，且控制电缆正上方的磁场分布最强，随着路径延顺时针移动，磁场越来越小；其中，所述磁场分布曲线为在所述单根控制电缆外的某一圆周上，随着位置的逐渐移动，对应的磁感应强度的大小的变化曲线。

22、结合第一方面，在一些实施例中，所述多根控制电缆的第二磁场分布的获取过程包括：

23、向所述多根控制电缆中的每根控制电缆均注入预设电流大小的三相工频交流电，获取所述多根控制电缆的第二磁场分布；

24、所述第二磁场分布包含：

25、磁感应强度主要分布在所述多根控制电缆的内部，所述多根控制电缆的外部的磁感应强度相对较小；磁感应极值位于所述多根控制电缆的正上方的某一位置，所述多根控制电缆外一周的磁场分布曲线呈抛物线状，且控制电缆正上方的磁场分布最强，随着路径延顺时针移动，磁场越来越小；其中，所述磁场分布曲线为在所述多根控制电缆外的某一圆周上，随着位置的逐渐移动，对应的磁感应强度的大小的变化曲线。

26、结合第一方面，在一些实施例中，所述理论磁场分布信息包括：

27、所述控制电缆包含a相线芯、b相线芯、c相线芯和中性线芯，其中a相线芯位于中性线芯上方，b相线芯和c相线芯位于a相线芯和中性线芯之间，a相线芯、b相线芯、c相线芯和中性线芯构成正方形，且控制电缆的轴心为该正方形的中心；

28、在控制电缆轴心上方预设距离处p点的三相线芯所产生的磁感应强度为：

29、

30、p点处的磁感应强度总和为：b＝ba-bbcosθ-bccosθ；

31、其中，p点位于a相线芯和中性线芯的连线上，且距离控制电缆的轴心的距离为d；ba为a相线芯在p点处的磁感应强度，bb为b相线芯在p点处的磁感应强度，bc为c相线芯在p点处的磁感应强度，μ0为真空磁导率，ra为p点到a相线芯的距离，rb为p点到b相线芯的距离，rc为p点到c相线芯的距离，im为第m相线芯对应的电流，n为3，第1相对应a相，第2相对应b相，第3相对应c相，θ为p点与控制电缆轴心的连线与b相线芯或c相线芯与p点的连线之间的夹角。

32、结合第一方面，在一些实施例中，所述探测信号为预设大小的电流、且频率可调的信号；其中，随着探测信号频率的增大，电磁感应强度对应衰减。

33、结合第一方面，在一些实施例中，所述根据所述实测磁场分布信息与理论磁场分布信息的匹配情况，确定变电站二次控制电缆的路径，包括：

34、若某位置的实测磁场分布信息与理论磁场分布信息匹配一致，则确定该位置为变电站二次控制电缆路径中的一个位置；

35、根据实测磁场分布信息与理论磁场分布信息匹配一致的各个位置生成变电站二次控制电缆的路径。

36、第二方面，本技术实施例提供了一种变电站二次控制电缆路径检测装置，包括：

37、信号注入模块，用于向变电站二次控制电缆中注入探测信号；

38、磁场分布检测模块，用于通过三轴磁阻传感器在预设区域的多个位置检测得到实测磁场分布信息，所述预设区域为初步确定的变电站二次控制电缆的路径，所述三轴磁组传感器到变电站二次控制电缆的垂直距离为预设距离；

39、磁场分布比对模块，用于将所述实测磁场分布信息与理论磁场分布信息进行比对，所述理论磁场分布信息为通过实验确定的、且到变电站二次控制电缆的垂直距离为预设距离处得到的磁场分布信息；

40、路径确定模块，用于根据所述实测磁场分布信息与理论磁场分布信息的匹配情况，确定变电站二次控制电缆的路径。

41、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

42、本技术实施例，向变电站二次控制电缆中注入探测信号，之后通过三轴磁阻传感器检测得到多个位置的实测磁场分布信息，再将实测磁场分布信息与理论磁场分布信息进行比对，根据实测磁场分布信息与理论磁场分布信息的匹配情况，可以确定变电站二次控制电缆的路径中的多个位置，根据该多个位置即能够确定变电站二次控制电缆的路径，从而能够实现对变电站二次控制电缆的路径进行检测，而且所需的人工成本和设备成本较低。

43、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。