[发明专利]一种高压电缆绝缘在线监测方法

权利要求书

1.一种高压电缆绝缘在线监测方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤1：建立电缆线路模型；

步骤2：模型参数识别；

步骤3：绝缘监测判据；

步骤4：电缆低频在线监测分析；

步骤5：测量误差及消除。

2.如权利要求1所述的一种高压电缆绝缘在线监测方法，其特征在于：所述的步骤1具体为：对于电缆线路，一般不会太长，可以将其等效为T型集中参数的等值电路，对每一条电缆线路的每一相分别建立集中参数的T型等值电路，对于其任意一相，以a相为例，根据此时线路的电流电压关系，得到以下方程：整理后可得到：

式中，x为电缆线路上的任意位置；R₁、L₁为电缆从母线到监测点x处的电阻和电感；R₂、L₂为电缆从监测点x处到末端的电阻和电感，为了方程描述简洁，这里的R₂、L₂包含了末端负荷的等效电阻和电感；R_g、C表示监测点x处的对地电阻和对地电容，其中通过监测R_g的值就可以反应电缆x点处的对地绝缘状况；u、i分别表示保护安装处实时测得的母线电压和流过线路的电流值；这是一个时域微分方程，将微分方程分别用数值微分公式代替，即令：得到：

式中，u(k)、i(k)分别为线路实时采样的第k个采样点的电压和电流；T为采样间隔；同理，对每条线路的每一相都按此方法建立模型。

3.如权利要求1所述的一种高压电缆绝缘在线监测方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：模型中的电压电流量u(k)、i(k)均为已知，实际的未知量为R₁、L₁、R₂、L₂、R_g、C六个线路参数，可以表示为形如f(R₁,L₁,R₂,L₂,R_g,C)＝0的方程，连续取9个采样数据值，联立就可以得到一个非线性方程组，求解这个非线性方程组，即可得到改电缆线路的待求的对地绝缘电阻R_g，为了得到更为精确稳定的解，采用最小二乘意义下的参数估计值，具体包括以下步骤：

步骤2.1：最小二乘参数估计：若令a₅＝CL₂，a₆＝CL₁L₂，g₁(k)＝i(k)，

将上述各式代入式(2)，得到：式中，a_l,l＝1,2,...,6即为所求解电缆线路的参数；根据最小二乘原理，要寻求合适的a_l使式中，m为参数估计所使用的数据点的个数；式(4)中为a_l的二次函数，该式成立的条件是：用矩阵表示为：式中，取连续采样点，求解以上方程组，即可得到最小二乘意义下参数R_g的估计值；

步骤2.2：模型适用频带：由于在建立模型时，把电缆线路等效为T型模型，这是对实际线路精确分布参数模型的一种近似，两者的幅频特性并不完全相同，对于一定频率以上的高次谐波，使用T型模型会有一定的误差，造成模型精确度的下降，会对绝缘监测的准确性产生一定的影响，因此需要滤除采集量中的一些高频分量。

4.如权利要求1所述的一种高压电缆绝缘在线监测方法，其特征在于：所述的步骤3具体为：得到电缆线路的对地绝缘电阻R_g的参数估计值后，就可以进行线路绝缘水平的判断，如果实际线路绝缘良好且不接地的话R_g→∞，且不随时间的变化而变化；当绝缘击穿相当于单相接地时R_g→0；根据求解模型参数得到计算电阻R_g的序列，取其加权平均值，即与相应电压等级下绝缘电阻的门槛值R_op作比较，判断其绝缘水平。