[发明专利]一种串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测方法及系统，包括基于电缆局部放电信号传播特性，利用高频电流传感器检测流经电缆接地线上的脉冲信号做主信号，利用超高频传感器检测变频电源产生的脉冲干扰信号作参考信号；采用基于阈值窗的时域滑动能量搜索方法对两路信号进行脉冲提取，并根据HFCT中干扰信号和UHF信号在时域上发生重叠的特点，采用交集判别算法实现HFCT信号中局放信号的分离识别。最后，构造局放相位分布谱图确定局放源的类型该技术能在变频电源强干扰下实现PD信号的分离识别。该方法可实现耐压与PD测试，对实际工程有一定的指导意义。

技术领域

本发明涉及电缆放电检测技术领域，具体为一种串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测方法及系统。

背景技术

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)电缆因其可靠的电气性能及机械性能，被广泛应用在配电网中，然而局部放电(以下简称“局放”)是电力电缆绝缘老化的表现形式之一，同时也是绝缘进一步劣化并导致电缆绝缘失效的主要原因之一，因此对电力电缆进行局部放电检测有利于电力电缆安全可靠运行。

IEC标准和国家标准均指出：必须通过耐压试验考验新竣工的电力电缆的绝缘性能。变频串联谐振耐压法因设备功率小，与工频等效性好，现场实施可行性高，是目前最有效的耐压试验方法。然而，电缆的潜伏性缺陷，如电缆本体气泡，接头附件气隙、半导电层突起等，极可能通过耐压测试后，在长期电压作用下进一步发展导致击穿事故。因此，业内推荐电缆耐压与局放同步测试。

目前，业内大多都采用变频谐振下耐压与局放同步测试。但传统变频串联谐振系统因变频电源开关元件动作产生的强电磁干扰分布在整个相位周期上。因此，实现这种同步测试技术的难题关键在于局放信号与干扰信号的分离。目前国内外已有很多相关从业人士和学者对这一问题从算法和硬件上进行研究。文献根据波形特征和时频参数，利用聚类算法实现局放信号和干扰信号的分离和识别，但需人为设定聚类中心，其自适性较差。文献基于脉冲波形特征利用最小二乘法拟合波形轮廓从而实现PD信号和干扰信号的分离，其效果较好，但对初值的选取依赖大，收敛的速度较慢。上述两种方法都是从算法方面入手，而后文中的两种方法均从硬件方面入手，需要对传统变频串联系统进行改进。例如：利用等脉宽调制代替正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation，SPWM)技术并利用时域开窗技术进行局放信号的处理。该方法效果较好，但其谐振频率需小于300Hz时，才不会对局放测试结果造成影响。在传统谐振系统上增加2个高速双向开关(insulated gatebipolar transistor，IGBT)，将测试系统分成谐振耐压和振荡波局放测试两部分，但振荡波持续时间短，所获得的局放信息少。利用SDMF算法比对IEC60270法和HFCT所测信号，从而有效提取出PD信号，但该方法目前仅用于工频电压局放测试，而谐振电压下IEC60270法和HFCT所测信号受到较强的变频电源干扰，两者信噪比都比较低，难以滤除干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测方法，利用搭建双传感器变频串联谐振局放检测平台，在电力线缆上进行局放测试，实现变频电源强干扰下局放信号的提取与识别，实现了谐振下电缆耐压和局放的同步测试。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测方法，包括以下步骤：

获取变频串联谐振电路中带有干扰的原始局放信号和高频脉冲干扰信号；

对获取的原始局放信号和高频脉冲干扰信号，利用交集判别法剔除干扰信号，提取PD脉冲；

根据提取PD脉冲峰值及对应相位，绘制PRPD谱图，判断局放信号类型类型。