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配网电缆故障诊断系统（适用于地埋线路）
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产品简介
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背景
我公司基于人工智能诊断分析和行波双端定位两大高新科技，针对高压电缆结构、故障特点以及工作环境，设计研发了XJUC-100配网电缆故障诊断系统。
该系统的应用可以快速（5分钟）定位故障；无需其他设备和人力进行广泛巡线值守；采集故障初始暂态工频和行波，便于故障类型分析；系统自建案例库可以对故障类型进行分析诊断，变被动抢修为主动预防。
产品概述
2.1 XJUC-100配网电缆故障诊断系统
XJUC-100配网电缆故障诊断系统应用于10kV~35kV电压等级电缆线路，通过在电缆线路两端户外环网柜/开闭所内分别安装电缆故障监测装置，采集并分析故障时刻行波信号，实现电缆故障快速定位。对于电缆线路异常状态引起的放电信号可实时监测、预警分析和定位，从而实现故障抢修转变为状态检修。
现场应用：
现场安装示意
2.2 系统主要功能
电缆故障早期预警
针对电力电缆运行中的缺陷和隐患进行实时在线监测，缺陷和隐患造成的行波信号，会被电缆故障监测装置监测并记录并上传至诊断系统，基于人工智能深度学习算法的故障诊断系统，自动提取和识别故障特征，对故障点的位置进行精确定位，隐患放电的频次-幅值-相位等信息经系统综合研判后会触发预告警。
放电预警
故障选线选段
针对配网线路复杂拓扑结构，对环网柜进出线端口进行安装高频行波传感器，线路发生故障时，实时监测环网柜每个间隔电缆线路故障暂态行波，通过装置监测到的暂态行波极性特征及时间先后顺序结合故障电流工频波形相位分析选线选段，迅速区分故障区段和故障线路，方便运维人员快速查找和定位故障。
区段定位
故障精确定位
XJUC-100配网电缆故障诊断系统采用7×24小时实时在线监测。当电缆线路发生故障后，可以快速进行电缆故障定位，并通过短信和Web客户端给出告警信息。从而减少电缆线路定位时间，提高检修效率，实现电缆线路快速恢复供电。
双端行波测距原理：电缆发生故障时会产生高频行波信号，行波信号自故障点沿导线向两端传播，安装于电缆两端的监测装置，采集故障初始行波并测算和记录行波波头时间。通过两个行波波头的时间差，在已知电缆两监测点之间线路长度和行波波速情况下，可以计算出故障点位置。计算公式如下：
定位计算公式：
精确定位
系统综述
3.1 系统组成及框图
XJUC-100配网线路故障定位系统包括：定位装置、许继电测诊断系统及其客户端组成。
XJUC-100配网线路故障定位装置，通过专用FPGA采集线路故障电流、电压信号，实时将故障信息上传至诊断系统，通过人工智能深度学习算法诊断并输出故障诊断结果，诊断结果以告警短信方式推送运维人员，可以通过web客户端实时查看相关信息。
系统组成
3.2 许继电测诊断系统
许继电测诊断系统是为适应“AI+IOT”的发展，为用户打造的一款集数据接入、安全存储、应用、展示的平台。该系统搭载人工智能深度学习算法，为设备的运行故障诊断提供快速的解决方案。
系统通过智能AI算法进行数据清洗跟处理，经过分析统计，以丰富多样的图标呈现可视化的数据，便于分析特征跟数据关联。
主要有以下几个主要功能：
状态监测：能够查看线路分布、设备位置查看、查看设备工况信息、运行状况以及线上负荷电流。
故障告警：能够汇总线路故障的告警信息，可以查看故障诊断报告。
故障预警：许继电测云数据中心在积累了大量数据以及案例，通过深度机器学习跟神经网络算法训练，对于常见的故障类型跟隐患会给出准确的预测。
硬件告警：统计设备稳定情况，及时定位分析问题。
台账管理：查看设备安装属性信息，包括设备编码、设备类型、安装位置、设备运行状态等，维护客户线路、设备、杆塔节点信息。
运维管理：可以对接入的设备进行远程运维，查看工况、参数配置、远程升级以及重启复位。
故障分析报告：能够形成完整的故障分析报告，包含分析结果、分析过程、相关的波形、定位信息等。
装置简介
4.1 装置组成
XJUC-100配网电缆故障诊断装置由主机和传感器组成；定位装置主机直接安装固定在环网柜内部或电缆终端杆塔上，装置适用于配电网三芯统包电缆安装；定位装置配有太阳能取能和AC220V市电取能，满足不同位置设备安装时设备供电需求。
装置外观
4.2 装置特点
- 在线定位：7×24小时在线监测，实时采集故障发生时刻的初始行波电流和故障工频电流，精准采样故障波形，辅助故障分析；
- 定位时间：5分钟。大幅提高电缆故障定位工作效率，减少用户停电时间，为客户创造经济效益和社会效益；
- 精确定位：＜0.1％L+5米，采用北斗（GPS）高精度授时和行波波速在线校准技术，故障定位更精确；
- 定位可靠率：＞95%；
- 故障识别率：＞95%；
- 带电安装，无需停电；
- 监测定位长达5km的电缆。
4.3 装置功能
精确录波功能
实时高速采样，故障工频电流、行波电流精确录波，为故障分析提供高质量数据。
工频电流波形 行波波形
高精度授时功能
定位装置采用北斗/GPS双授时系统，广域时钟同步精度达到纳秒级，有效保障定位精度。
远程数据通信
配网监测终端采用4G/APN卡无线通信方式，实现本地数据远程传输，并可以对终端进行参数配置、远程升级等操作。
安全加密功能
采用国产安全芯片实现对终端密钥的存储、管理以及密码运算，确保终端和主站之间的通信链路安全。
4.4 技术参数
| 序号 | 性能参数 | XJUC-100 |
| 1 | 精确定位 | ≤0.1％L±5米 |
| 2 | 区间判断准确率 | ≥99% |
| 3 | 精确定位准确率 | ≥95% |
| 4 | 故障点定位时间 | ＜10分钟 |
| 5 | 故障分析方法 | 深度学习算法 |
| 6 | 供电方式 | AC220V供电/太阳能取能/后备锂电池 |
| 7 | 防护等级 | IP66 |
配置方案
配置原则：
- 变电站出线环网柜处安装一套；
- 电缆线路双端安装，监测范围5km；
- 电缆-架空交界处，安装一套；
每条配网电缆线路两端安装两套监测装置，每套监测装置包含1台定位装置主机、3个传感器。
关键词：
