核心词：
煤矿 电钻 电缆 MZ 电缆 电缆故障测距目前常用方法主要为阻抗法和行波法,但阻抗法:只能用于低阻故障测距,
矿用控制电缆而不能用于高阻故障和闪络性故障。行波法虽然测试方法多样,能有效地解决实际工作中一些问题。
1、煤矿用电钻电缆MZ电缆:对于110kV及以上高压电缆的故障检测 但对于110kV及以上高压级电缆的故障测寻,由于测距方法都存在其局限性与不足,造成故障波形存在大量干扰信号反映不明显,给电缆故障测寻工作带来很大的不便。小波变换的出现能很好的解决这一问题,可以通过时频分析,对故障信号进行多尺度分解,更加细化故障暂态行波处理突变信号,达到高频处时间细分,低频处频率细分的效果,很好的消除干扰波对故障信号的影响,在故障测寻中取得了突破,确保了故障行波测距计算精度。因此合理选择小波基,对小波基进行信号分解,成为小波变换故障测距的关键。为了准确检测出故障信号奇异点,选择小波基时应首先考虑对称性和正则性较好的,而在实际故障测寻工作中,故障信号大多表现为正则性较差的突变信号,dbl小波基与其他小波基相比具有更好的对称性和正则性,对细节系数的处理尤为突出,处理图形的起始点和故障点明显。因此本文选择dbl小波基对信号进行分析处理,不仅结构简单,便于理解,而且会减小测量带来的误差。
2、煤矿用电钻电缆MZ电缆:用手动光标确定故障点的位置 当电缆发生短路故障时:首先,利用低压脉冲法显示出故障波形,在用手动光标确定故障点的位置,分析得到实际波形。当电缆故障点距测试端194.6米,故障类型为短路故障时:首先,利用低压脉冲法显示出故障波形,在用手动光标确定故障点的位置,分析得到实际波形如图3-1所示。
3、煤矿用电钻电缆MZ电缆:因此需要对细节系数进行重构和放大 又因为电缆中介质分布不均匀,造成细节系数中某些值的轻微抖动,应先对细节系数进行重构并放大得到清晰的信号。如图3-2所示。根据dbl小波特点,分别寻找出故障电缆故障波形起始点与故障点模极大值,并对其位置进行定位,如图3-3所示。
4、煤矿用电钻电缆MZ电缆:可以看出故障信息已经非常明显 最后,通过dbl小波变换可以看出,故障信息已经非常明显的表现出来。从能量角度分析,根据能量递减原理,第一反射波最大极值处应为起始点。
5、煤矿用电钻电缆MZ电缆:由于故障点信号是突变信号 由于故障点信号为突变信号,极值相对于其他信号变化明显,容易进行分辨,第二反射波应为故障点,第三反射波应为接头反射。因此,利用仿真分析测量结果如表3-4所示。从仿真结果可以看出,在短路故障测量中,根据误差计算公式,低压脉冲法测距误差为1.66%,小波变换测距误差比低压脉冲法测距误差减小了1.24%。同样,开路故障通过dbl小波变换后,故障信息也非常明显的表现出来。并根据能量递减原理,利用仿真分析测量结果如表3-5所示。从仿真结果可以看出,在开路故障测量中,根据误差计算公式,低压脉冲法测距误差为1.56%,小波变换测距误差比低压脉冲法测距误差减小了1.06%。通过以上情况分析可以看出,利用dbl小波使得故障点测寻精度有了一定的的提高。但在实际测量工作中,电缆测距往往需要很高的采样频率,而在采集的行波信号中则不可避免的夹杂着大量噪声,严重时会掩盖故障信号起始点与故障点位置,使测量工作受到很大干扰无法进行精确定位。因此利用小波分析进行故障消噪是十分必要的。
6、煤矿用电钻电缆MZ电缆:得到故障点波形如图4-1和图4-2所示 由此,对上述短路和开路故障波形中分别加入一定比例噪声信号,结合小波消噪原理,利用dbl小波消噪处理后,得出故障点波形如图4-1、4-2所示。最后,通过dbl小波变换根据能量递减原理同样可以反映出故障点信息,并利用仿真分析测量结果如表4-3、4-4所示。通过计算分析后得到以下结果:短路故障测量中,故障波形消噪后使用小波测距定位误差率为0.56%,与加噪前小波测距定位误差率仅相差0.14%;开路故障测量中,故障波形消噪后使用小波测距定位误差率为0.68%,与加噪前小波测距定位误差率仅相差0.18%,同样达到了提高测量精度的目利。通过小波变换基本解决了行波故障中比较典型的问题,但在实际工作中由于110KV电缆线路较长,经常出现电缆接头干扰或阻抗不匹配,反射波形不明显,不可避免给电缆故障测寻增加一定困难。
7、煤矿用电钻电缆MZ电缆:为了验证小波变换在故障测距中的可靠性 为了证明小波变换在故障测距中的可靠性,以2010年9月完成的110kV苑雁线电缆线路工程为例,通过MATLAB工具对110kV电缆型号为YJLW02-64/110kV-1×630mm交联聚乙烯电缆故障进行研究分析,电缆总长度为1.6km,A相发生故障,F点为故障点,即故障距离为1.4km,电缆末端为开路状态,如图5-1所示。
首先,根据电缆完好相的末端反射波形,确定波速。其次,输入故障脉冲信号,通过故障行波波速对故障反射脉冲拐点进行调整并自动根据故障行波起始点设定参数,通过使用MATLAB软件便将故障行波电流波形图通过示波器绘制在液晶屏幕中。如图5-2所示。然后,利用db1小波进行变换,对故障行波进行多尺度分解,并进行细节系数重构。如图5-3所示。根据db1小波消噪后的多尺度分析,并进行重构可以看出,高频部分的突变点很明显的表现出来,因此可以根据模极大值来确定故障点往返所需要的时间。并根据故障行波算法,利用MATLAB软件并结合误差公式计算出故障点位置,测距结果如表5-4所示。故障定位结果如下:小波测距误差率为0.42%,测试精度同样得到了提高,说明了小波测距的可行性。通过以上介绍不难看出小波变换在110kV电缆故障测距中具有其独到的优势,但由于起步比较晚,高电压等级故障定位技术目前发展还不成熟,特别对于长距离线路中交叉互联方式下精确定点存在一定困难,小波分析对于电缆参数有较高的要求,且仪器测量需要有经验的技术人员进行操作,具有一定局限性。利用小波技术是电缆故障测寻一个重要的方向,但由于故障测量比较复杂,改进采样方法、减小干扰的影响等措施必须通过不断试验及现场操作去完善,在实行过程中也可能出现新的问题,这需要在今后工作实践中去归纳总结,及时发现处理,从而更好的提高故障检测系统的测量精度,减小误差,使之性能得到更大的发挥。
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