[发明专利]使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态并测量其剩余寿命的装置和方法

说明书

在此公开的是使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态并且测量其剩余寿命并使用呈现电缆的状态的诊断的可再现性的3D矩阵来确定电缆的更换时间的装置和方法。根据本发明的诊断电缆的状态并且测量其剩余寿命的装置和方法包括威布尔建模单元、距离限制单元、数据类型分类单元、量化表示单元、归一化单元、3D构建单元、风险等级计算单元和剩余寿命测量单元。

技术领域

本发明总体上涉及使用非常长的频率(VLF，very long frequency)tanδ(tangentdelta或TD)测量数据诊断电缆的状态并测量其剩余寿命的装置和方法，更具体地，涉及通过使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态、创建诊断电缆的状态的可再现性已经得到改善的3D矩阵、使用作为VLF TD测量数据的统计重新释义的数据测量电缆的剩余寿命以诊断电缆的状态并测量剩余寿命的装置和方法。

背景技术

通常，电力系统中的VLF TD测量方法是用于通过各种所施加的电压测量缆线或电力设施的TD变化以诊断绝缘体中诸如水树(water tree)或缝隙的产生之类的异常迹象的最有代表性的方法。

当在已经长时间运作的绝缘体内部出现水树时，出现包括绝缘电阻降低和损耗电流增加的退化现象。这种现象表示为TD变化，并且，是否存在异常和退化的状态是通过测量这种改变的量而确定出的。特别是，由于高压绝缘体具有非常高的绝缘电阻和电容，因此泄漏电流和电压呈现出90°的相位差。然而，这是出现在理想状态电路中的理论性结论。在现实中，由于绝缘体内部的电阻组件产生轻微偏差，此时，电压-电流的相位角偏差表示为TD。换言之，大数值的TD值表明异常的产生。

作为前述测量TD的方法，存在基于Schering桥原理的测量方法和使用电压与电流之间的微小相位差的测量方法(如日本专利申请特许公开No.1996-201455中所公开的)。此时，使用相位差的TD测量方法通常采用大约0.1Hz的VLF信号。原因在于，在60Hz的实际商用频率上，不能以TD值变化容易地诊断出是否存在水树，但是在0.1Hz或更低的VLF上，可以仅用TD值变化诊断出是否存在水树。

然而，由于使用VLF测量TD的方法基于特定基准值或等级值与所测值之间的简单比较来确定退化的状态，因此存在的限制在于，由于没有统计背景，因此并未考虑各个国家的环境条件，这些条件包括地下缆线安装的比率、降雨、洪水特性、管理状态、缆线类型以及发展特性。

此外，使用VLF测量TD的方法并未建议清楚的确定规则(例如数值可再现性)，并且缺乏现场应用的标准。图1示出IEEE在2010年提出的VLF TD的新确定规则，其相比于先前那些是更大的确定值。此时，由于作为取决于缆线类型的测量因素的1Uo的测量条件的标准偏差通过逻辑OR运算而加入，因此状态确定范围设置得很宽(从4到50)，这导致很多混淆。

此外，由于使用VLF测量TD的方法依赖于来自先进欧洲国家的技术，因此存在的限制在于，由于精确确定VLF TD的产生原因是不可能的，因此难以主动地响应设施故障或设施误动作(例如绝缘击穿)，于是，设施可靠性在各种现场条件下更低。

发明内容

技术问题

本发明已被提出用于解决这些限制，其目的在于提供一种使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态并且测量其剩余寿命的装置和方法，其能够使用VLF TD测量数据诊断所述电缆的状态并且使用3D矩阵来测量剩余寿命，同时目标在于实现电缆的状态的可再现诊断。

此外，本发明的目的在于提供一种使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态并且测量其剩余寿命的装置和方法，其能够通过按电缆的每个类型的退化或结构变动对VLF TD信号进行分类以推断影响VLF TD信号特性的原因。

此外，本发明的目的在于提供一种使用VLF TD测量数据诊断电缆的状态并且测量其剩余寿命的装置和方法，其通过将从被确定为需要电缆管理的退化的起始点的原点到3D矩阵中特定退化点的距离转换为到位置矢量的距离，能够精确地并且容易地诊断电缆的状态。