基于双端电流测量的电缆早期故障定位研究

摘要

随着电缆服役时间的增加，亟需在永久故障产生前开展早期故障研究。针对传统早期故障定位中的阻抗法定位精度随故障距离的增加而减小，以及单端行波法易造成故障位置误判的问题，提出基于双端电流法的电缆早期故障定位方法。首先，给出电缆中行波信号的传输线模型，并基于电弧脉冲在电缆中的传输过程，分析基于双端电流测量的故障定位的原理。然后，采用加Hanning窗的伪魏格纳分布（PWVD）算法对信号进行时频分布计算，并使用时频互相关函数估计双端信号的时间延迟，实现对早期故障定位的计算。接着，在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建10 kV电缆的早期故障模型来验证本文方法的可行性，并研究不同噪声干扰对定位结果的影响，仿真结果表明，早期故障位置计算的相对误差为0.57%，具有较高的定位精度，并且不同程度噪声对定位结果的影响较小。最后，搭建电缆早期故障实验测试平台，进一步验证故障定位方法的效果，实验结果表明，本文方法的故障位置的相对误差为5.36%，方法具有可行性。本文提出的电缆早期故障的定位方法可使日常运维检修更精准、高效，对提高电力系统的安全稳定运行有重要意义。

关键词

电缆早期故障 / 行波定位 / 双端电流 / 伪魏格纳分布 / 时频互相关