一种基于煤矿井下交流杂散电流分布的电缆绝缘诊断方法

摘要

一种基于煤矿井下交流杂散电流分布的电缆绝缘诊断方法，所述方法包括井下低压电网三相电缆分布参数建模，列出三相电缆分布模型的微分方程，根据模型建立电流及电压联立方程，并分别带入各相始端电流及电压求出各相电缆的电流分布表达式，用各相电缆的始端电流值减去其各相电流分布表达式，即为各相泄漏电流，将各相泄漏电流相加，即为煤矿井下交流杂散电流分布的表达式，通过井下杂散电流检测仪测量线路各位置处的杂散电流，与杂散电流分布的理论值进行对比分析，判断井下电缆的绝缘是否受损。本方法为诊断、评估煤矿井下电缆的绝缘状况提供了有效依据。

主权项

一种基于煤矿井下交流杂散电流分布的电缆绝缘诊断方法，所述诊断方法是按下列步骤进行的：(1)采用分布参数等值电路对三相电缆的单相线路进行建模；(2)对三相电缆各相列出其描述分布模型的微分方程，得到各相电缆电流分布的表达式；设相电压为相电流为电缆单位长度阻抗为Z₀＝R₀+jωL₀，电缆单位长度对地导纳为Y₀＝G₀+jωC₀，则基于分布模型的微分方程组为：$\frac{d^2\stackrel{·}{U}}{{\mathrm{dx}}^2}=Z_0\frac{d\stackrel{·}{I}}{dx},\frac{d^2\stackrel{·}{I}}{{\mathrm{dx}}^2}=Y_0\frac{d\stackrel{·}{U}}{dx};$(3)同时采集三相电缆始端电压信号及电流信号分别带入上述微分方程组，求出三相电缆沿电缆延伸方向的电流分布其中A，B，C代表电缆的三相；(4)分别用各相的始端电流减去电流分布表达式，即为各相泄漏电流的表达式；假设交流杂散电流为将各相的泄漏电流表达式相加，即为杂散电流的表达式，表示为${\stackrel{·}{I}}_S={\stackrel{·}{I}}_A+{\stackrel{·}{I}}_B+{\stackrel{·}{I}}_C-{\stackrel{·}{I}}_A\left(x\right)-{\stackrel{·}{I}}_B\left(x\right)-{\stackrel{·}{I}}_C\left(x\right);$(5)将由向量形式化为时域形式，取时间t为0，将杂散电流变化为随距离x变化的形式i_S(x)；(6)通过检测井下沿线各位置处的杂散电流值并对比理论计算值，可确定井下电缆绝缘的健康状况。