一种超导电缆的故障检测方法与流程

专利2025-03-22  18


本申请涉及电缆故障检测,特别涉及一种超导电缆的故障检测方法。


背景技术:

1、电缆是电能传输的载体,电缆从发电厂接入用电区域,能够将电能源源不断的传输至需要的地方。电缆在架设方式上包括架空、地埋等,架空电缆一般不会设置绝缘层,而地埋电缆则需要设置绝缘层以确保周围建筑物的安全。

2、作为电缆的一种,超导电缆基于传统电缆的结构,在其内部集成了液氦通道,并在液氦通道中设置了由超导材料制成的电缆线,在液氦制造的低温环境下,电缆线将处在超导状态,进而大大降低了线路损耗。虽然目前超导电缆的应用范围并不广,仅停留在公里级的长度,但是随着技术的发展,超导电缆在成本控制以及安全性上都将得到提高,在诸多优点的加成下,超导电缆必将成为未来电能传输的主要形式。

3、和传统的电缆一样,超导电缆也需要进行故障的检测,以准确和快速的确定故障点。虽然超导电缆和传统的电缆在结构上存在差别,但是应用在传统电缆的故障检测方法在原理上也适用于超导电缆。目前对于电缆故障检测的方法主要有单端行波测距和双端行波测距两种,单端行波测距仅需要在电缆的一端设置检测设备,通过对故障点直接产生和反射的两个行波的时间差进行测量,可以实现对故障点的定位。双端行波测距需要在电缆的两端都设置检测设备,两个检测设备根据故障点直接产生的行波的时间差确定故障点的位置。单端行波测距虽然成本较低,但是很容易发生对行波的误识别,导致对反射的行波识别错误,进而得到错误的定位结果。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种超导电缆的故障检测方法,用以解决现有技术中单端行波测距容易发生对行波的误识别导致定位结果错误的问题。

2、本申请实施例提供了一种超导电缆的故障检测方法,包括:

3、在超导电缆的起点持续向超导电缆发射第一探测波w10;

4、接收超导电缆反馈的第一混合波w30,超导电缆的故障点产生第一故障波w20,第一混合波w30由第一探测波w10经过故障点反射形成的第二探测波w11和第一故障波w20叠加形成;

5、记录接收第一混合波w30的第一时间t1;

6、在接收第一混合波w30后,监测是否接收到反射波;

7、如果接收到反射波,记录接收到反射波的第二时间t2;

8、确定第一时间t1和第二时间t2的时间差δt;

9、根据波在超导电缆中的传播速度v和时间差δt确定故障点的位置。

10、在一种可能的实现方式中,当故障点与起点的距离小于超导电缆长度的一半时,反射波为第一混合波w30依次经过起点和故障点反射后形成的波。

11、在一种可能的实现方式中,第一探测波w10经过故障点透射后形成第三探测波w14,第三探测波w14与第一故障波w20叠加形成第二混合波w40,当故障点与起点的距离大于超导电缆长度的一半时,反射波为第二混合波w40依次经过终点反射和故障点透射后形成的波。

12、在一种可能的实现方式中,在接收第一混合波w30后,持续分析接收到的波,如果接收到的波为第一故障波w20和第一探测波w10叠加形成,则确定接收到反射波。

13、在一种可能的实现方式中,在接收到多个反射波后,记录接收第一个反射波的时间为第二时间t2。

14、在一种可能的实现方式中,在发射第一探测波w10后,持续分析接收到的波,如果接收到的第一个波为不同于第一探测波w10的波,认为接收到的波为第一混合波w30。

15、在一种可能的实现方式中,在接收到第一混合波w30后,从第一混合波w30中剔除第一探测波w10获得第一故障波w20,对第一故障波w20进行分析,确定故障类型。

16、在一种可能的实现方式中,对第一故障波w20进行分析以确定故障类型,包括:提取第一故障波w20的故障分量;对故障分量通过相模变换矩阵进行变换得到相互独立的模分量;对模分量经过离散小波变换得到高频系数;利用波能量谱理论对高频系数进行处理,得到各个模分量的高频能量;根据高频能量确定故障类型。

17、本申请中的一种超导电缆的故障检测方法,具有以下优点:

18、在单端行波测距的基础上增加了探测波,探测波和故障波叠加后将形成混合波,通过对混合波的识别,可以准确的判断由故障点反射的行波,避免了因超导电缆存在分支导致行波识别错误,提高了故障点定位的准确性。



技术特征:

1.一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,当故障点与起点的距离小于超导电缆长度的一半时,所述反射波为所述第一混合波w30依次经过起点和故障点反射后形成的波。

3.根据权利要求1所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,所述第一探测波w10经过故障点透射后形成第三探测波w14,所述第三探测波w14与所述第一故障波w20叠加形成第二混合波w40,当故障点与起点的距离大于超导电缆长度的一半时,所述反射波为所述第二混合波w40依次经过终点反射和故障点透射后形成的波。

4.根据权利要求1所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,在接收所述第一混合波w30后,持续分析接收到的波,如果接收到的波为所述第一故障波w20和所述第一探测波w10叠加形成,则确定接收到所述反射波。

5.根据权利要求4所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,在接收到多个所述反射波后,记录接收第一个所述反射波的时间为所述第二时间t2。

6.根据权利要求4所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,在发射所述第一探测波w10后,持续分析接收到的波,如果接收到的第一个波为不同于所述第一探测波w10的波,认为接收到的波为所述第一混合波w30。

7.根据权利要求1所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,在接收到所述第一混合波w30后,从所述第一混合波w30中剔除所述第一探测波w10获得所述第一故障波w20,对所述第一故障波w20进行分析,确定故障类型。

8.根据权利要求7所述的一种超导电缆的故障检测方法,其特征在于,对所述第一故障波w20进行分析以确定所述故障类型,包括:


技术总结
本申请公开了一种超导电缆的故障检测方法,涉及电缆故障检测技术领域,包括:向超导电缆发射第一探测波;接收第一混合波;记录接收第一混合波的第一时间;在接收第一混合波后,监测是否接收到反射波;如果接收到反射波,记录接收到反射波的第二时间;确定第一时间和第二时间的时间差;根据波的传播速度和时间差确定故障点的位置。本申请在单端行波测距的基础上增加了探测波,探测波和故障波叠加后将形成混合波,通过对混合波的识别,可以准确的判断由故障点反射的行波,避免了因超导电缆存在分支导致行波识别错误,提高了故障点定位的准确性。

技术研发人员:王毓,安金超,郭强,王航空,周子敬,王瑞龙,张凯林,赵佳军,刘向宏,冯勇,李建峰,张平祥
受保护的技术使用者:西部超导材料科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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