一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电缆局部放电检测领域，具体涉及一种长距离高压电缆局部放电 双端定位系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济的快速发展，城市电网的用电量逐年增加，结合城市的美观设计，电力电 缆的大量的使用，已成为城市内传输电力的主要产品。由于电缆的绝缘结构设计及现场施 工工艺等原因，以及电缆的寿命老化，电缆的绝缘问题越来越多，局部放电（以下简称局 放）尤为突出。如果不能及时的检测并处理电缆局放绝缘问题，一旦电缆绝缘击穿就会导 致重大停电事故，影响城市的正常运转。因此，对交联聚乙烯电缆的局放检测及定位方法的 研宄尤为重要。
[0003] 目前，电缆局放定位方法主要采用时域反射法。上述方法存在的一个严重问题就 是如果遇到长电缆测试时，由于电缆局放信号属于高频信号，在长电缆上传输存在严重传 输衰减特性，所以用时域反射法在长电缆局放定位上，无法进行局放定位。目前国内外的电 缆局放检测仪器都无法实现长距离的电缆局放定位。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供了一种长距离高压电缆局部放 电双端定位系统及方法，该系统及方法根据局放信号的相关性，求出局放信号达到两端的 时间差，从而确定局放位置，提高了长距离电缆的局放定位精度。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0006] 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统，包括：局放采集主设备、局放采集从 设备和通信模块；
[0007] 所述局放采集主设备和局放采集从设备分别连接在待检测的电力电缆的两端；所 述局放采集主设备通过通信模块与局放采集从设备进行通信。
[0008] 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统的定位方法，包括以下步骤：
[0009] (1)设置局放采集设备的采集参数，建立局放采集主设备与局放采集从设备之间 的通信；
[0010] (2)高压电缆上的振荡波电压触发局放采集主设备和局放采集从设备，局放采集 主设备和局放采集从设备分别进行高压电缆上的振荡波电压及局放信号的采集；
[0011] (3)信号采集完成后，将局放采集从设备采集的数据传输至局放采集主设备进行 同步处理，计算出局放采集主设备与局放采集从设备数据同步采集的时延Λ t ;
[0012] (4)局放采集主设备将同步后的局放数据根据Λ t划分为若干段数据，分别对所 述若干段数据进行局放信号滤波处理，并求出局放信号达到电缆两端的时间差，即得出局 放定位距离，从而计算出平均局放定位距离。
[0013] 所述步骤（2)中局放采集主设备和局放采集从设备的采样率和采样长度一致。
[0014] 所述步骤（2)中局放采集主设备采用触发采集方式，局放采集从设备采用触发预 采集方式，即在触发之前采集设定长度采样点，触发后采集数据，在采集设定长度数据后， 停止米集。
[0015] 所述步骤（3)中将局放采集从设备采集的数据传输至局放采集主设备进行同步 处理的具体过程为：
[0016] 对局放采集主设备和局放采集从设备的电缆振荡波电压采集数据进行相关运算， 得到的数据最大值对应着主设备与从设备的振荡波电压信号的延时采样点数N max;
[0017] 设定采样率fs，根据公式At = Nmax/fs求出局放采集主设备与局放采集从设备的 延时Λ t，即局放采集主设备经过Λ t之后与局放采集从设备同步采集；
[0018] 删除局放采集主设备从开始采集到Λ t时间段内采集的数据，删除局放采集从设 备从结束采集到Λ t时间段内采集的数据，实现局放采集主设备与局放采集从设备采集数 据同步，并且长度一致。
[0019] 所述相关运算具体为：
[0020] 相关性的离散实现方法为：假定N是局放采集主设备输入序列X的元素个数，M是 局放采集从设备序列Y中的元素个数，相关序列为R xy，并假设超出序列X和Y的索引元素 等于零，即：
[0021] Xi= 0, 土<0或1》
[0022] Yi= 0, 1<0或1>]?
[0023] 则输出相关序列Rxy的元素为：
【主权项】
1. 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统，其特征是，包括：局放采集主设备、局 放采集从设备和通信模块； 所述局放采集主设备和局放采集从设备分别连接在待检测的电力电缆的两端；所述局 放采集主设备通过通信模块与局放采集从设备进行通信。
2. -种如权利要求1所述的长距离高压电缆局部放电双端定位系统的定位方法，其特 征是，包括以下步骤： (1) 设置局放采集设备的采集参数，建立局放采集主设备与局放采集从设备之间的通 ?目； (2) 高压电缆上的振荡波电压触发局放采集主设备和局放采集从设备，局放采集主设 备和局放采集从设备分别进行高压电缆上的振荡波电压及局放信号的采集； (3) 信号采集完成后，将局放采集从设备采集的数据传输至局放采集主设备进行同步 处理，计算出局放采集主设备与局放采集从设备数据同步采集的时延Λ t ; (4) 局放采集主设备将同步后的局放数据根据Λ t划分为若干段数据，分别对所述若 干段数据进行局放信号滤波处理，并求出局放信号达到电缆两端的时间差，即得出局放定 位距离，从而计算出平均局放定位距离。
3. 如权利要求2所述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述 步骤（2)中局放采集主设备和局放采集从设备的采样率和采样长度一致。
4. 如权利要求2所述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述 步骤（2)中局放采集主设备采用触发采集方式，局放采集从设备采用触发预采集方式，即 在触发之前采集设定长度采样点，触发后采集数据，在采集设定长度数据后，停止采集。
5. 如权利要求2所述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述 步骤（3)中将局放采集从设备采集的数据传输至局放采集主设备进行同步处理的具体过 程为： 对局放采集主设备和局放采集从设备的电缆振荡波电压采集数据进行相关运算，得到 的数据最大值对应着主设备与从设备的振荡波电压信号的延时采样点数Nmax; 设定采样率fs，根据公式At = Nmax/fs求出局放采集主设备与局放采集从设备的延时 Λ t，即局放采集主设备经过Λ t之后与局放采集从设备同步采集； 删除局放采集主设备从开始采集到Λ t时间段内采集的数据，删除局放采集从设备从 结束采集到Λ t时间段内采集的数据，实现局放采集主设备与局放采集从设备采集数据同 步，并且长度一致。
6. 如权利要求5所述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述 相关运算具体为： 相关性的离散实现方法为：假定N是局放采集主设备输入序列X的元素个数，M是局放 采集从设备序列Y中的元素个数，相关序列为Rxy，并假设超出序列X和Y的索引元素等于 零，即： Xi= 0, i < O 或 i>N yi= 0, i < 0 或 i>M 则输出相关序列Rxy的元素为：
其中Rxyi表示相关序列数据中第i的值，即索引为i的值；Xk表示序列X中索引为k的 值；Xk+^示序列Y中的索引为k+i的值。
7. 如权利要求2述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述步 骤（4)求出局放信号的时间差，并出平均局放定位距离的具体方法为： 1) 将局放采样数据根据Λ t分为若干数据段； 2) 将局放采集主设备与局放采集从设备中每一分段的数据进行相关运算，找出相关运 算后数据的最大值对应的数组索引Nmax，则局放信号达到局放采集主设备与局放采集从设 备的时间差值为：At' = Nmax/fs，其中fs是米样率； 3) 根据求得的时间差值At'，求出平均局放定位距离。
8. 如权利要求2述的一种长距离高压电缆局部放电双端定位方法，其特征是，所述步 骤3)中求出平均局放定位距离的方法为：
其中，1是高压电缆的长度，V是局放信号在电缆的传播速度，At'为局放信号达到局 放采集主设备与局放采集从设备的时间差值。
【专利摘要】本发明公开了一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统及方法，包括：局放采集主设备、局放采集从设备和通信模块；局放采集主设备和局放采集从设备分别连接在待检测的电力电缆的两端；所述局放采集主设备通过通信模块与局放采集从设备进行通信。本发明有益效果：改变了传统的测量高压电缆的距离和信号传输速度求信号延时，本发明采用高压电缆振荡波电压的相似度计算出局放采集设备之间的延时，并且经过滤波后大大减少有用信号附近的杂波信号，提高了延时精度。
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN104678266
【申请号】CN201510060985
【发明人】沈庆河, 刘嵘, 姚金霞, 胡晓黎, 段玉兵, 张皓
【申请人】国家电网公司, 山东电力研究院
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月5日