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申请/专利权人：湖北工业大学

摘要：本发明涉及高压线路故障检测技术，具体涉及基于护层电流角差的高压电缆保护器故障在线检测方法，包括建立三相九段式交叉互联高压电缆等效模型；利用安装于交叉互联电缆线路首端及末端的电流传感器测量护层电流；建立护层保护器故障阻抗与护层电流差的传递函数；以电流差相角作为特征量，进行护层保护器故障诊断。并且在制定诊断判据的过程中考虑线芯电流大小、工作电压波动、地阻抗、小段电缆长度以及护层保护器故障程度对护层电流的影响。该检测方法提高了现阶段护层保护器检修的效率和故障诊断的准确性。

主权项：1.基于护层电流角差的高压电缆保护器故障在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、建立三相九段式交叉互联高压电缆等效模型；步骤2、利用安装于交叉互联电缆线路首端及末端的电流传感器测量护层电流；步骤3、建立护层保护器故障阻抗与护层电流差的传递函数；步骤3的实现包括：步骤3.1、忽略护层自身阻抗，将同一回路中另一个正常护层保护器所在支路视为开路，电缆线路末端地阻抗Re与首端的地阻抗Rg相等：Re＝Rg＝R；Lp，p为1,2,3、Lq，q为4,5,6；分别表示各护层保护器；经化简各回路中护层保护器故障后，和分别表示当护层保护器Lp或Lq发生故障时的电流差： 式中，β为故障线路拓扑系数，n＝1,2,3为各回路感应电压相量； 步骤3.2、设故障前后各护层回路中由线芯流入护层电流的泄漏电流保持不变，αLp、αLq为故障护层保护器系数，第一回路金属护层中泄漏电流、第二回路金属护层中泄漏电流和第三回路金属护层中泄漏电流之和为n＝1,2,3： 步骤3.3、传递函数包括感性耦合分量和泄漏分量；步骤3.3.1、计算感性耦合分量；x相线芯与护层yn段互阻抗为Zx,Syn，计算公式如下： 其中，x和y代表ABC相，f为系统频率，μ0为真空磁导率，dx,Sy表示x相线芯对y相护层几何平均距离，ln为各段电缆长度；第一回路中感应电动势计算公式如下： 第二回路中感应电动势计算公式如下： 第三回路中感应电动势计算公式如下： 其中，表示A相线芯电流、表示B相线芯电流、表示C相线芯电流；步骤3.3.2、计算泄漏分量；电缆绝缘层阻抗Zi的计算公式如下； 其中，ρV为绝缘层的体积电导率；ε0为绝缘层相对介电常数；S为绝缘层的横截面积；DC为线芯导体直径；第一回路中，为第一段金属护套A1处的泄漏电流，为第五段金属护套B2处的泄漏电流，为第九段金属护套C3处的泄漏电流；每段上电缆流入的泄漏电流等效作用于每段的中点，绝缘层阻抗Zi远大于其他部分阻抗，不受护层保护器故障的影响，计算过程如下： 第二回路中，为第四段金属护套B1处的泄漏电流，为第八段金属护套C2处的泄漏电流，为第三段金属护套A3处的泄漏电流；计算过程如下： 第三回路中，为第七侧面金属护套C1处的泄漏电流，为第二段金属护套A2处的泄漏电流，为第六段金属护套B3处的泄漏电流；计算过程如下： 步骤4、以电流差相角作为特征量，进行护层保护器故障诊断；步骤4的实现包括：故障分类与检测；步骤4.1、故障分类；护层保护器故障并联等效电阻RL≤100Ω时为低阻抗故障；RL100Ω为高阻抗故障；高阻故障情况下，电流差相角不作为护层保护器故障的特征量；步骤4.2、故障诊断流程：步骤4.2.1、判断电缆末端与首端电流差的是否等于三段电缆流入的泄漏电流之和，若等于则电缆护层保护器未发生故障或发生高阻故障，反之则线路中有护层保护器发生低阻抗故障；步骤4.2.2、将线芯电流低于线路满载30％的情况视为诊断结果不准确；步骤4.2.3、通过护层保护器故障阻抗与电流差的传递函数制定诊断标准，判断护层保护器的故障位置。

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