基于电磁耦合注入的电力电缆局部缺陷在线定位方法

为了解决现有频域反射方法仅能在离线情况下对电缆缺陷进行定位检测的不足,提出了一种基于频域反射法和电磁耦合技术的电缆缺陷在线定位方法。首先,依据电缆分布参数模型对含有局部缺陷的电缆进行仿真建模,分析了不同电容变化程度的缺陷点与不同测试频率对电缆缺陷定位效果的影响。然后,探究了传感器结构对信号注入效率的影响。最后,分别在实验室105 m和500 m电力电缆上进行验证,在离线测试情况下,通过改变105 m电缆末端负载阻值,模拟不同电缆负载下的线路情况,并分析其对局部缺陷处和电缆末端处反射强度的影响。在带电测试情况下,通过串联谐振平台对500 m电缆进行通电,利用所提在线定位方法对该电缆进行测试,以检验所提方法的有效性。仿真及实验结果表明：相较于电缆离线定位测试方法,该方法能够在电缆通电的状态下,实现对电缆缺陷点的在线定位,且具有较高定位精度和识别灵敏度。     

配电电缆本体受潮缺陷定位及受潮特性分析

为解决现阶段极化/去极化电流法(polarization and depolarization current, PDC)和时域反射法(time domain reflectometry,TDR)无法对电缆本体局部受潮缺陷进行定位及识别受潮路径的问题,提出一种基于输入阻抗谱的配电电缆本体受潮缺陷定位方法,并对电缆本体受潮特性进行详细分析。首先,利用电缆分布参数模型、频域反射理论、输入阻抗谱、加窗傅里叶变换,阐述所提诊断定位方法的基本原理。接着,建立电缆本体受潮模型,运用短电缆样本受潮实验和仿真建模,详细说明电缆本体不同受潮严重程度、潮气扩散速率分别对电缆电容变化与样本含水量的影响。之后,运用仿真,对不同受潮程度、不同受潮区域范围的电缆局部缺陷进行定位诊断,得到不同受潮缺陷的定位反射特征。最后,在实验室20m长的10kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆上制作0.8 m长的局部受潮缺陷,通过电缆本体受潮实验检验所提方法的有效性。仿真和实验结果表明:短时间内潮气很难径向入侵至电缆主绝缘,而会沿着铜屏蔽层与外半导电层之间的间隙往电缆首末两端轴向...     

高压电缆缺陷现场检测技术及故障快速定位方法研究

文章对高压电缆运行过程中常见的缺陷和故障问题进行了阐述,对现行检测方法进行了分析和探讨,并提出基于频域阻抗谐振模型的高压电缆现场检测技术及故障快速定位方法.在某供电局实际应用证明,该方法有效缩短了高压电缆缺陷检测的时间,显著提高了电缆故障快速定位的能力,对高压电缆安全运行提供了重要的技术保障。     

新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷定位方法

为解决传统时域反射法(time domain reflectometry,TDR)和宽频阻抗谱法(broadband impedance spectroscopy,BIS)对电缆微弱局部缺陷进行定位时存在的问题,提出一种新型基于反射系数谱的电力电缆局部缺陷精确定位方法。首先结合电缆分布参数模型及精细频谱分析、Kaiser窗、距离窗处理技术详细阐明了反射系数谱定位方法的基本原理;然后对不同损伤程度的电缆缺陷进行建模定位仿真,检验该方法的可行性与识别灵敏度;最后在实验室65.5 m长的10 kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电力电缆上制作了微弱局部缺陷对该方法的准确性进行了验证。仿真和实验结果表明:该方法能对不同损伤程度的某些局部缺陷进行有效定位,即使电缆损伤程度较弱时,该方法也具有较高的识别灵敏度和识别精度,定位误差0.6%。与传统TDR相比,该方法对微弱缺陷的识别能力更强;与BIS法相比,该方法所需测试频率更低,所需测试点数更少。     

基于频域反射法的特征时域波形恢复技术

频域反射法(frequency domain reflection,FDR)是定位电缆局部缺陷和故障等阻抗不连续点的有效手段之一。为了解决传统频域反射法仅能用于阻抗不连续点的定位,而不能判断其阻抗变化情况的问题,提出了一种基于FDR的特征时域波形恢复技术,该时域波形可用于判断阻抗不连续点的阻抗变化情况。首先利用Nuttall窗的FFT插值计算方法对原有FDR的定位技术进行了改进;然后介绍了基于FDR的特征时域波形恢复技术的基本原理,并对其具体实施细节进行了研究;接着利用电缆仿真平台建立了阻抗不连续的电缆模型验证了该方法的有效性;最后将30 m的10 kV XLPE电力电缆进行了实验,利用中间接头作为1个阻抗不连续点,将该研究方法进行了测试,实测结果表明:该研究方法可以有效地定位电缆中阻抗不连续点的位置,并计算出其特征反射时域波形。     

基于拓展峭度的电缆缺陷高分辨率定位方法

随着电缆与电网的高度耦合,电缆故障将辐射影响整个电网及用电设备的安稳运行。传统时域反射分析法往往只能检测并定位电缆已形成的不可逆故障,不能满足检测并提前预防故障的智能检测技术发展趋势及要求。频域反射分析法能够检测到微弱的缺陷,这些缺陷随着时间将演化为不可逆故障。但该方法仍然存在诸如定位图出现误判点,两端出现频闭带,以及定位精度低等缺点。为提高电缆故障检测定位能力,本文结合频域反射分析法与峭度特征量,提出了一种基于拓展峭度的提升缺陷定位能力的方法,可以显著降定位曲线的误判点并且在较宽扫频带宽时能够提升定位精度,最终实现高精度高分辨率的电缆缺陷定位。     

基于时频域反射法的核电站仪控电缆缺陷检测

为确保核电站中仪控电缆的安全运行,时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)被广泛用于识别和定位仪控电缆中的缺陷。文中对比魏格纳-维利分布(Wigner-Ville distribution,WVD)、伪魏格纳-维利分布(pseudo Wigner-Ville distribution,PWVD)、平滑伪魏格纳-维利分布(smooth pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)算法的优势,并提出时频域互相关曲线(time-frequency cross-correlation,TFCC)的能量区间放缩法。分别对50 m和148 m的多芯交联聚烯烃仪控电缆进行短路、断路、绝缘屏蔽层破损和局部热老化的缺陷模拟,并基于TFDR,采用3种时频分布算法进行实验处理。随后,基于局部热老化的检测,采用能量区间放缩法,对TFCC定位峰主瓣较宽的问题进行改善。实验结果表明:经过SPWVD处理后,TFCC的主瓣较宽;在正常电缆检测时,PWVD对交叉项有更好的抑制作用;但在单缺陷检测中,SPWVD具有更好的缺陷识别能力;通过采用能量区间放缩法,可分离相近的定位峰,加强对微弱反射信号的判别。     

电缆局部缺陷的步进频连续波定位方法

电缆缺陷定位是电缆检修的重点，宽频阻抗谱法(broadband impedance spectroscopy,BIS)是一种常用的频域反射电缆缺陷定位方法，BIS面临的问题是，现场的噪声会干扰测量，且检测效率不高。因此提出了一种基于步进频连续波(stepped frequency continuous wave,SFCW)的新方法来提高电缆缺陷定位的检测效率和抗干扰能力。首先，依据SFCW电缆缺陷定位的原理结合电缆分布参数模型进行电缆缺陷定位仿真实验。然后，在实验室300、611 m长的射频同轴电缆和180 m长的10 kV XLPE电缆上进行缺陷定位测试，验证了所提方法的有效性。试验结果表明：SFCW能有效定位电缆的缺陷，定位误差小于0.6%，首末端定位盲区小于8 m，对于模拟缺陷的有效定位距离大于511 m；相较于BIS法，SFCW方法将抗噪能力提高了5.7～10.1 dB,SFCW方法定位一根电缆的测试时间已小于10 s，检测效率有了较大提升。     

基于FDR和时频脉冲转换的长电缆缺陷极性识别研究EI北大核心CSCD

为解决采用频域反射技术进行长电缆缺陷检测时,其结果易受低频段数据缺失占比的影响,而难以判断电缆缺陷极性的问题,该文提出一种基于频域反射技术的电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法以实现缺陷的定位和极性判别。首先,采用2阶Nuttall自卷积窗的快速傅里叶计算方法对不同类型的电缆阻抗失配点进行定位。其次,提出电缆阻抗失配点时频脉冲转换算法,利用高斯窄带包络信号良好的频段调节能力和时频特性,详细阐述了时频脉冲的参数设计和极性判断方法。之后,运用仿真,对不同类型的阻抗失配点进行时频脉冲转换,验证了该算法的有效性。最后,采用该算法对实验室含接头长1500m的10k V XLPE电缆进行实验验证。仿真和实验结果表明:时频脉冲转换算法可以有效地定位长电缆阻抗失配点并且实现不同类型阻抗失配点的极性识别;同时,不同长度电缆阻抗失配点的时频脉冲转换结果不受低频段数据缺失占比的影响,有效提高了长电缆阻抗失配点的极性识别率。     

基于LSTM算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法

高压交联电缆线路承担的高电压、大容量电力输送任务存在复杂性。针对线路振荡波局部放电检测准确度较差,难以进行缺陷定位的问题,提出基于长短期记忆（LSTM）网络算法的高压交联电缆线路振荡波局部放电检测方法。应用振荡波电压法搭建高压交联电缆线路振荡波局部放电检测框架。基于小波包分解算法,提取典型局部放电信号特征,通过LSTM网络算法识别与检测振荡波局部放电信号,消除局部放电信号中的噪声。根据原始振荡波与反射振荡波到达测试端的时间差,结合振荡波传播速度,确定高压交联电缆线路缺陷位置,实现电缆线路振荡波的局部放电检测。试验结果表明,所提方法的局部放电信号识别准确度更高,电缆线路缺陷定位更精准,实际应用性能较佳。     

基于阻抗谱加窗傅里叶变换的电缆多段缺陷识别方法

电缆各类潜伏性缺陷的识别和定位对电力运维具有重要意义,然而现有电缆检测方法无法在故障产生前对电缆老化、局部破损等缺陷检测进行定位。提出了一种基于电缆宽频阻抗谱的无损局部缺陷检测方法,可以有效地定位电缆早期缺陷,避免演变产生电缆故障事故。建立电缆分布参数的数值模型,研究了电缆阻抗谱特征规律,对比分析不同老化程度的潜伏性缺陷的出现对电缆阻抗谱的影响,分析了不同潜在缺陷的频域阻抗谱特征;对含有缺陷的电缆阻抗谱进行离散傅里叶变换,并以切比雪夫窗函数对积分变换的结果进行处理,实现了对多段潜伏性缺陷的准确定位。实验和仿真结果表明：该方法可以实现电缆上多段潜伏性缺陷定位,通过窗函数算法可以显著抑制噪声,提升定位精度。为电缆故障定位技术改进提供了新的技术手段。     

基于S变换与时频域反射的电缆缺陷定位方法

针对电力电缆的局部缺陷定位问题，提出一种基于S变换与时频域反射（time-frequency domain reflectometry,TFDR）的电缆缺陷定位方法。在分析传统电缆缺陷定位方法原理的基础上，利用S变换求取TFDR测试波形的时频分布，并计算时频分布的时频互相关函数，再通过时频互相关函数曲线的局部峰值对电缆局部缺陷的位置进行判断。结果表明：相比于传统的TFDR方法，本文方法的时频分布不存在交叉项干扰，从而消除了时频互相关函数曲线中干扰的局部峰值，且电缆缺陷定位结果的可靠性较高，局部缺陷的检测盲区较小。最后对10 kV交联聚乙烯（XLPE）电缆进行仿真和实测分析，结果显示本文方法可以有效定位电缆的局部缺陷，并且缺陷定位的绝对误差较小。     

基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警系统应用

为实现对高压电缆线行区域施工地的外力破坏隐患进行实时监测,避免顶管机、打桩机、破碎机等设备施工损伤地下电缆本体,造成线路跳闸。利用与高压电缆同沟敷设的分布式光纤及其振动传感原理,设计并应用高压电缆防外破监测预警系统,后台根据标定的光缆路径GIS地图,实现远程实时预警和定位现场施工点,并智能分析现场施工隐患类型,经判断后将预警短信发送至运维人员。现场应用表明:基于分布式光纤振动传感的高压电缆防外破监测预警系统的通信架构简单、预警体系完善,能实现各类施工信号识别,减轻了运维人员的工作压力,提高了高压电缆防外破工作效率,有利于预防并制止外力破坏事件。     

基于改进时频域反射法的电力电缆局部缺陷定位

电力电缆已广泛运用于城市配电网系统中,电缆缺陷定位也成为众多学者关注的问题。针对传统时频域反射法(time-frequency domain reflectometry,TFDR)存在的交叉项干扰等问题,该文提出一种改进时频域反射法。通过选取特定的可调频参考信号,对反射信号求取维格纳分布(Wigner-Ville distribution,WVD)以分析时频特性。但该时频分布存在交叉项干扰,因此,提出一种新的交叉项抑制方法。通过分析信号时频分布自项与交叉项的特征差异,利用仿射变换(affine transformation,AT)等信号处理手段在不影响信号分辨率的同时消除交叉项干扰,再利用信号的时频互相关函数对缺陷进行精确定位。该文针对10kV交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆进行仿真分析,并将含缺陷的105mXLPE电缆和含接头的500mXLPE电缆进行实验。仿真及实验结果表明:所提方法定位准确性优于传统方法,具有较好的鲁棒性。     

基于Dolph-Chebyshev窗的电力电缆中间接头定位诊断

提出一种基于Dolph-Chebyshev窗的配电电缆中间接头定位改进方法.根据电缆传输线模型说明频域反射法(frequency domain reflectometry,FDR)的定位原理,建立定位仿真模型进行验证,通过仿真对比分析选择基于Dolph-Chebyshev窗的FDR改进方法;同时搭建电缆总长为20 m、...     

基于频域谐振阻抗的中高压电缆老化分析

介绍了中高压电缆输入阻抗的频域模型及其局部缺陷定位方法,提出了基于时域曲线描述模型的镜像增益老化严重程度的量化方法,实现了局部老化及缺陷点严重程度的识别,对比分析了同类老化测试技术的优缺点。     

基于频域阻抗谐振的电缆故障现场测试技术研究与应用

提出的一种基于频域阻抗谐振模型的电缆绝缘缺陷识别技术可填补当前破坏性试验的空缺,促进缺陷位置的查找并评估不同缺陷点的严重程度,对开展电缆状态检修有重要意义。基于此,主要从该方法的原理、特点出发,以绝缘老化为例,论证该方法的有效性。     

低压脉冲法和冲闪法对电缆故障定位的分析

介绍了低压脉冲反射法、冲击高压闪络法对电缆的故障定位时产生的波形进行了分析,并结合工作实际经验,对波形的识别进行了总结,并对实例进行了介绍。     

基于时频域反射法的高温超导电缆故障定位研究

针对我国超导电缆公里级示范工程的运维需求,采用基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法,测量不同温度和不同类型模拟缺陷下超导电缆的时频信号变化,分析不同温度下时频分析在超导电缆故障定位中应用的有效性,并通过改变入射波的中心频率和带宽,研究入射波形形态对故障定位的影响。模型样缆采用国产35kV冷绝缘三相统包高温超导电缆,缺陷模拟相设置了绝缘缺失、对地绝缘电阻逐渐减小、短路3种类型的故障,检测温度设置为室温、液氮和回温3种环境。结果表明:室温环境下,基于伪Wigner-Ville分布的时频域反射法对上述3种故障反射的反应灵敏度依次增加,定位误差小于3%,入射波的中心频率或带宽越高,引起的衰减越大,定位需要的时间补偿就越多;液氮环境下,针对绝缘缺失和短路的叠加故障,当温度下降至77K附近时,故障处归一化时频互相关峰值随温度的小幅度下降而逐渐减小,且波速明显升高;温度回升过程中,该方法的定位准确度不受温度变化和电缆状态的影响,误差仍小于3%。回温过程中随着温度的变化,超导电缆故障处和末端归一化时频互相关峰值大小发生明显的同步变化,该现象可评估现场超导电缆系统中液氮泄漏导致的温度上升问题。     

基于时域反射法的电缆受潮中间接头定位的研究

随着城市化率的提高,电力线路配电网的电缆化率也在逐年上升.针对电缆线路埋设在地下导致隐患和故障查找较困难,南方地区因气候潮湿造成电缆进水受潮情形较常见的问题,对电缆受潮的判断与定位进行研究,通过在MATLAB/Simulink中分别对电缆本体、中间接头和水树枝进行建模、仿真,提出了一种基于时域反射法(TDR)的电缆受潮定位方法,拓展了时域反射法在电缆缺陷、故障处理中的应用场景,给电缆受潮定位提供了一种新的思路.