【精彩论文】基于护层电流构建新型判据的高压输电电缆在线监测

观点凝练

摘要：为及时发现高压电缆交叉互联接地系统中的故障问题，基于电缆金属护层首末两端的接地电流，构造了一种新型判据来实现电缆故障的分类与定位。该方法通过测量电缆交叉互联主段首末两端直接接地箱中金属护层接地电流的幅值与相位，并以同一金属护层回路首末两端接地电流幅值与相位的比值、以不同金属护层回路首末两端接地电流相位差的绝对值构造新的特征量，根据多维特征融合建立故障判据对应的特征量矩阵，以此进行故障诊断。分析了电缆中间接头开路、交叉互联接地箱进水和中间接头短路等常见的电缆故障，并通过仿真验证了新型故障判据的可行性，为高压电缆线路故障的在线监测提供了新的方法。
结论：本文建立了电缆交叉互联接地系统的等效模型，并对电压等级为110 kV某电缆隧道的交叉互联电缆主段进行了仿真，主要得出以下结论。

（1）本文分析了电缆交叉互联接地系统中常见的3类故障，剖析了各类故障对应的电路拓扑结构及故障机理，提出了当电缆发生故障时各金属护层回路电流的计算方法。

（2）由仿真结果可知，当电缆中间接头发生短接故障或电缆交叉互联箱发生进水故障时，其故障金属护层回路的电流会上升至非故障时的数倍。

（3）本文所提方法能有效实现高压电缆故障的分类与定位，在实际工程应用中容易实现。

（4）本文简单比较了所提新型判据与传统判据在分类器算法中的性能，在样本测试中得出本文所提新型判据具有一定的优越性。

本文所提的方法能很好地应用于110 kV等级高压电缆的故障分类，不仅构造故障判据用到的特征量少且易采集，而且其故障分类的准确率相比于传统判据也比较高，但是可分类的故障类型仅限于文中提到的3种最常见的电缆故障，而其他类型的故障并没有对应的判据，对于其他故障类型的判据将在未来的研究中进一步开展。

引文信息

周欣, 夏向阳, 夏君山, 等. 基于护层电流构建新型判据的高压输电电缆在线监测[J]. 中国电力, 2021, 54(9): 45-54, 118.ZHOU Xin, XIA Xiangyang, XIA Junshan, et al. On-line monitoring of hv transmission cables based on a new criterion established with sheath current[J]. Electric Power, 2021, 54(9): 45-54, 118.‍

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编辑：杨彪

审核：方彤

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