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CN116325030A - 用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的系统和方法 - Google Patents

用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的系统和方法 Download PDF

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CN116325030A
CN116325030A CN202180067250.5A CN202180067250A CN116325030A CN 116325030 A CN116325030 A CN 116325030A CN 202180067250 A CN202180067250 A CN 202180067250A CN 116325030 A CN116325030 A CN 116325030A
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clamp
sensor
sensors
partial discharge
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ReMoni AS
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Abstract

本发明涉及一种用于检测地下电力电缆(12)中的绝缘缺陷的系统(2)，包括由导电屏蔽件(22)围绕的一个或多个单导体(16、18、20)。所述系统(2)包括夹持到电力电缆(12)外部或布置在电力电缆(12)附近的一个或多个外部的钳式传感器(4、4'、4”、4”')。钳式传感器(4、4'、4”、4”')被配置为从电力电缆(12)的外部提供两个或更多个电流测量值，而不电连接到电力电缆(12)的一个或多个单导体(16，18，20)中的任一个。系统(2)包括信号处理单元(50)。钳式传感器(4、4'、4”、4”')被配置为检测局部放电事件(6,6',6”,6”',6””)。信号处理单元(50)适于使用数学统计模型(52)，该数学统计模型(52)处理由钳式传感器(4、4'、4”、4”')进行的测量，以识别电流测量值是否由电力电缆(12)中的泄漏结构(46)引起的局部放电事件(6,6',6”,6”',6””)引起。

Description

用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于局部放电分析的系统和用于执行局部放电分析的方法。更具体地，本发明涉及用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的系统和方法。
背景技术
根据国际标准国际电工委员会(IEC)，局部放电定义为：
“局部放电，其仅部分地桥接导体之间的绝缘，并且其可能或不可能发生在导体附近”。
当导体的绝缘体内部的杂质或空腔或外部的突起引起应力区时，发生局部放电。应力区可以由导体周围的尖锐边缘或突起形成。
电力电缆中的部分放电包括几种类型的放电现象，诸如出现在不同绝缘材料的边界处的表面放电以及在固体或液体电介质内的空隙或空腔中发生的内部放电。
放电的检测和测量基于放电期间发生的能量交换。这些交换表现为电脉冲电流。
然而，现有技术的解决方案安装起来既困难又昂贵，因为它们需要电连接到电力电缆。因此，当应用这些解决方案时，需要断开电力电缆。这几十年来是主要的未解决的挑战。
现有技术的局部放电分析工具是昂贵的，因为它们需要昂贵的钳式传感器，并且因为这些传感器需要通过电连接到导体或围绕单导体来安装。因此，这些分析工具不适合使用。
技术人员越来越频繁地面对是否更换其地下分配系统中的一些较旧的电缆的决定。使用局部放电的测量，以便识别是否应该用新的电缆替换电缆或如果可能的话修理电缆。
然而，研究表明，难以使用电力电缆中局部放电的测量来肯定地识别是否应该更换电力电缆。可能不保证仅基于局部放电测量移除这些电缆，因为外部事件(例如，雷电或网络中的切换)以及电力电缆绝缘中的泄漏结构可能导致局部放电事件。现有技术解决方案的问题在于，它们不能辨别局部放电事件是由外部事件(例如，雷电)还是电力电缆中的泄漏结构引起的。
US20090177420A1公开了一种用于检测、定位和解释沿着电气设备在局部放电位点发生的局部放电的装置。然而，该装置不适于以足够大的精度确定局部放电。
因此，期望具有减少或甚至消除现有技术解决方案的缺点的系统和方法。期望具有用于检测、定位和解释局部放电的改进的装置和方法。
因此，本发明的目的是提供一种减少或甚至消除现有技术的上述缺点的系统。
本发明的目的是提供一种用于检测、定位和解释多导体电缆中的局部放电的系统和方法。
发明内容
本发明的目的可以通过如权利要求1所述的电能质量分析系统和如权利要求17所述的方法来实现。优选实施例在从属子权利要求中定义，在以下描述中解释，并在附图中示出。
根据本发明的系统是一种用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的系统，该地下电力电缆包括被导电屏蔽件围绕的一个或多个单导体，其中该系统包括夹持到电力电缆的外部上或布置在电力电缆附近的一个或多个外部的钳式传感器，其中钳式传感器被配置为从电力电缆的外部提供一个或多个电流测量值，而不电连接到电力电缆的一个或多个单导体中的任何一个，其中该系统包括处理单元，其中钳式传感器被配置为检测局部放电事件，其中该系统包括信号处理单元，该信号处理单元适于使用数学统计模型，该数学统计模型处理由钳式传感器进行的电流测量值，以识别电流测量值是否由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
由此，可以提供一种系统，该系统能够以使得可以进行预测和主动维护的方式测量电力电缆中的局部放电；即，肯定地识别是否应该更换电力电缆。
该系统被配置为检测地下电力电缆中的绝缘缺陷，该地下电力电缆包括由导电屏蔽件围绕的单导体。单导体和周围的导电屏蔽件两者构成导体。因此，由导电屏蔽件围绕的单导体是双导体电缆。
现有技术解决方案未被配置为检测地下电力电缆中的绝缘缺陷，该地下电力电缆包括由导电屏蔽件围绕的至少一个单导体。问题是方程的数量少于未知数。因此，由于存在无限数量的解决方案，因此不可能提供独特的解决方案，并且因此通过使用由布置在电力电缆外部的钳式传感器检测到的磁场来确定电流测量值是由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电事件还是由来自导电屏蔽件的局部放电事件引起的。
然而，本发明应用数学统计模型来识别电流测量值是由电力电缆中还是导电屏蔽中的泄漏结构引起的局部放电事件引起的。这是通过在电力电缆的外表面上或附近布置足够大量的子传感器来提供足够大量的方程来完成的。由此，可以提供由多个不同传感器(主传感器和多个子传感器)检测到的多个测量值，多个不同传感器以传感器相对于彼此的相对位置已知的方式布置(这可以通过将传感器布置在预定安装结构中来完成)。
数学模型用于估计从导体和屏幕到主传感器和子传感器的传递函数作为线性投影和随机噪声分量。
如果必须检测包括三个单导体(其中单导体彼此电绝缘)和导电屏蔽件的地下电力电缆中的绝缘缺陷，则在电力电缆的导体中流动的电流将表示为I1、I2、I3，并且在导电屏蔽件中流动的电流表示为I4。
由主传感器和子传感器测量的信号B1、B2、B3、B4。。。可以计算为由电流I1、I2、I3、I4产生的磁场的叠加，作为叠加等式：
(1)
Figure GDA0004257777410000031
其中Bj是jth信号(由jth传感器测量)，并且dij可以通过简单投影来计算。计算可以通过简单的投影来完成，因为六个圆柱坐标(从三个单导体中的每一个的中心到所讨论的钳式传感器的三个距离和传感器的角位置)是已知的。
根据安培定律，在距具有流动电流I的导体的中心距离r处，磁场B由下式定义：
(2)B2πr＝μ0I或
(3)
Figure GDA0004257777410000032
其中μ0是自由空间的磁导率。
实施例1
在具有被导电屏蔽件包围的三个单导体的地下电力电缆中，将具有需要使用来自主传感器和子传感器的叠加方程估计的七个未知参数(假设从主传感器和子传感器到电力电缆的中心的距离是已知的)。
如果我们具有一个主传感器和十一个子传感器，因此我们具有12-7＝5自由度。实际上，电流采用三个自由度，并且因此在12方程的集合中存在两个自由度。在该具体示例中，电流I1、I2、I3、I4因此可以通过具有两个自由度的多重线性回归来估计和微分。
所需子传感器的数量取决于导体的数量。
在一个实施例中，主传感器和附加子传感器包括线圈。因此，当电流在电力电缆的单导体或导电屏蔽件中流动时，将在每个线圈中感应出电流。
在一个实施例中，数学统计模型被配置为对单导体和导电屏蔽件中的电流进行线性投影，其中数学统计模型被定义为：
Yt＝Ft(θt)+εtεt～δ1(Vt)
Figure GDA0004257777410000041
其中Yt是确定在时间t的观察过程的向量，包括来自钳式传感器的观察数据(S1，S2，…，Sn)；
θt是确定时间t处的潜在过程的向量，包括潜在过程数据；即分别源自电缆的导体和屏蔽件的电流；
Ft是回归矩阵，其确定在时间t时潜在过程和观察过程之间的线性关系；
gt是进化矩阵，其确定潜在过程中从时间t-1到时间t的转变；
δ1和δ2分别是观察过程和潜在过程的随机噪声向量；
Vt是观测方差-协方差矩阵，以及
Wt是进化方差-协方差矩阵。
在一个实施例中，该系统被配置为检测地下电力电缆中的绝缘缺陷，该地下电力电缆包括由导电屏蔽件围绕的若干单导体。
该系统包括一个或多个外部的钳式传感器，该一个或多个外部的钳式传感器夹持到电力电缆的外部或布置在电力电缆附近。在一个实施例中，传感器可以通过使用机械附接结构附接到电力电缆。在一个实施例中，机械附接结构是线缆带。
钳式传感器被配置为从电力电缆的外部提供一个或多个电流测量值，而不电连接到电力电缆的一个或多个单导体中的任何一个。这是一个主要的优点，因为它使得有可能在地下和地面上方改装现有电力电缆上的钳式传感器。
该系统包括适于使用数学统计模型的信号处理单元，该数学统计模型处理由钳式传感器进行的测量以识别电流测量是否由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。因此，传感器能够检测局部放电事件。该系统被配置为执行电力电缆的局部放电分析，并由此检测所述电力电缆中的绝缘缺陷。
在一个实施例中，电力电缆包括若干单导体。
在一个实施例中，所述系统包括沿着电力电缆的导电屏蔽件布置的若干间隔开的钳式传感器。由此，可以检测泄漏结构在电力电缆中的位置。传感器越多，则可以越准确地检测电力电缆中的泄漏结构的位置。电力电缆中的泄漏结构将导致局部放电事件，该局部放电事件可以由传感器在距电力电缆中的泄漏结构的位置一定距离内检测到。与布置在距电力电缆中的泄漏结构的位置更大距离处的钳式传感器相比，最靠近电力电缆中的泄漏结构的位置的钳式传感器将检测到更高的信号。由此，可以定位放置在距电力电缆中的泄漏结构的位置最短距离处的钳式传感器。因此，可以确定泄漏结构在电力电缆中的位置。
在一个实施例中，该系统包括布置和配置成确定局部放电事件的位置的若干钳式传感器。由于局部放电事件的信号强度和信号频率/波长取决于传感器与事件的位置之间的距离，因此可以比较传感器信号的强度并且由此确定哪个传感器被放置在到事件的最短距离处。
在一个实施例中，该系统包括主传感器构件和沿着电力电缆的导电屏蔽件的圆周布置的一个或多个附加传感器构件，其中传感器构件切向地间隔开。
由此，传感器可以在不知道电力电缆的导体的内部位置的情况下检测局部放电事件是否由泄漏结构引起。
重要的是强调主传感器构件和一个或多个附加传感器构件可以布置在距电力电缆的导电屏蔽件的短距离处。在一个实施例中，主传感器构件和一个或多个附加传感器构件附接到电力电缆的导电屏蔽件。主传感器构件和一个或多个附加传感器构件到电力电缆的导电屏蔽件的附接可以通过使用电缆扎带或其他机械附接结构来完成。
在一个实施例中，该系统包括校准单元，该校准单元被配置为执行一个或多个钳式传感器的校准，以便使系统能够检测检测到的信号是源自由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电信号还是源自由诸如雷电或切换电网(噪声)的外部事件引起的类似信号。
通过在主传感器与一个或多个附加传感器(子传感器)之间施加信号的差异来执行校准，以区分在一个或多个单导体中运行的电流与在周围导电屏蔽件中运行的电流。
在一个实施例中，校准过程包括执行数学模型的训练的步骤，其中由不同传感器检测到的钳式传感器信号之间的差异被用作输入。在训练之后，数学模型将能够将任何信号划分为：
a)源自在一个或多个单导体中运行的电流的第一部分，以及
b)源自在周围导电屏蔽件中流动的电流的第二部分。
在一个实施例中，数学模型是被配置为用于估计分别流过一个或多个单导体和导电屏蔽件的钳式传感器信号部分的数学统计模型。可以执行传感器S1的测量的时间相关变换，以便校正传感器S1的实际环境。
通过使用数学统计模型来估计是否可以使用时间无关的变换，可以获得对计算机要求较低的方法。
对来自传感器S1的运行测量使用时间无关变换而不是全数学统计模型可能是有利的。
有时测试变换的精度是否可接受可能是有益的，并且如果需要使用数学统计模型来更新它。
可以通过估计变换的测量误差来获得所需的必要数量的样本。以这种方式，可以保留结果，直到获得期望的精度。
在下文中，描述了一种使用数学统计模型来估计潜在过程的优选方法。可以通过例如由以下定义的状态空间模型来对潜在过程进行建模：
(4)Yt＝Ftθt+εtεt～N(0,Vt)
(5)
Figure GDA0004257777410000061
其中Yt是确定(例如，描述或定义)在时间t的观测过程的向量，包括来自钳式传感器的观测数据(S1，S2，…，Sn)；θt是确定在时间t的所述潜在过程的向量，包括潜在过程数据；即，分别源自电力电缆的主导体、导电屏蔽件或来自外部电磁辐射的电流；Ft是确定在时间t的潜在过程与观测过程之间的线性关系的回归矩阵；Gt是确定在潜在过程中从时间t-1到时间t的线性转变的进化矩阵；εt和θt分别是观测过程和潜在过程的零均值多元高斯分布噪声向量；Vt是观测方差-协方差矩阵；Wt是进化方差-协方差矩阵。
模型参数矩阵Ft和Gt可以由例如卡尔曼滤波器使用来自建模系统和/或类似系统的先前数据来估计，包括由用户和/或现场专家提供的所述数据。标准统计方法可用于对过程进行推断(例如，估计信息)。信息可以是例如过程的估计信号(例如趋势)和/或预测(例如预后)，以及估计、方差和/或置信区间的相关分布。使用这些类型的估计，容易例如发出警告和/或警报。例如，如果过程中观察到的偏差的概率小于0.1％，则可以选择出现警报。
上述模型框架是更一般的模型框架的特殊情况：
(6)Yt＝ft(θt)+εtεt～δ1(Vt)
(7)
Figure GDA0004257777410000071
其中Ft和gt是通用函数，δ1和δ2是通用统计分布，以及所有其他术语如上所述。
对该更一般的模型框架的推断可以由例如扩展卡尔曼滤波器在潜在过程和观察过程之间的关系是非线性的情况下进行，并且由卡尔曼-布西滤波器在时间以连续尺度定义(例如，描述)的情况下进行。
其他时间序列分析方法和/或多变量数据分析方法，诸如方差分析(ANOVA)、马尔可夫模型、广义线性模型(GLM)和多变量高斯模型也可以用于估计所述潜在过程并推断所述信息。
应用附加传感器可能是有利的，因为由此可以加速训练过程。电力电缆的一个或多个导体中的切换事件可以用于执行校准(通过训练过程)。
在根据本发明的系统和方法中使用的钳式传感器不需要绕过电力电缆是主要优点。
在一个实施例中，该系统包括校准单元，该校准单元被配置为执行一个或多个钳式传感器的校准，以便将系统校准到电力电缆和环境上的物理位置。由此，可以最开始校准传感器(在安装传感器期间)。
在一个实施例中，校准单元与钳式传感器分离。
在一个实施例中，该系统包括多个钳式传感器和被配置为接收和处理来自钳式传感器的数据的单个居中布置的校准单元。
在一个实施例中，校准单元集成在每个钳式传感器中。
在一个实施例中，校准单元被配置成在钳式传感器的主传感器构件和若干附加传感器构件沿着电力电缆的外围移动时校准钳式传感器。
这可以通过检测存在局部最大传感器信号幅度的若干位置来实现。在这些位置中，应当定位主传感器构件或附加传感器构件之一(子传感器)。该过程可以手动地或通过使用跟踪位置和对应的钳式传感器信号的校准工具来执行。
在一个实施例中，一个或多个外部的钳式传感器包括能量收集器。
在一个实施例中，一个或多个外部的钳式传感器电连接到能量收集器。
在一个实施例中，能量收集器包括热电发电机或电场能量收集装置。
在一个实施例中，所述系统包括：
从钳式传感器朝向地平面延伸的通信单元，以及
被配置为发送无线信号的天线，
其中系统被配置为通过天线无线地发送由钳式传感器进行的测量。
由此，可以检测传感器信号并将它们无线地发送到接收设备。
在一个实施例中，通信单元被配置为与天线无线通信。
在一个实施例中，该系统包括通信单元和天线之间的有线连接。
在一个实施例中，天线由能量收集器供电，优选为热电发电机。
在一个实施例中，天线集成在天线组件中，该天线组件包括能量收集器，优选地热电发电机或太阳能电池。
在一个实施例中，屏蔽结构围绕钳式传感器和电力电缆的整个圆周的一部分，钳式传感器在该部分处延伸，其中屏蔽结构是电磁场屏蔽。
在一个实施例中，屏蔽结构形成为导磁屏蔽结构，该导磁屏蔽结构被配置为以屏蔽结构包围钳式传感器以及钳式传感器延伸的电力电缆的整个圆周的一部分的配置来布置。
由此，可以提供电磁屏蔽。
由此，可以减少电磁辐射的影响。
在一个实施例中，处理单元包括峰值检测器，其被配置成分析电流测量值并检测任何电流峰值。
在一个实施例中，处理单元包括被配置为对电流测量值进行高通滤波的高通滤波器。
在一个实施例中，处理单元包括算法，其被配置为自动地识别电流测量值是否由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电事件引起的。
根据本发明的方法是一种用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷的方法，该地下电力电缆包括由导电屏蔽件围绕的一个或多个单导体，其中该方法包括以下步骤：将一个或多个外部的钳式传感器夹持到电力电缆的外部或将一个或多个外部的钳式传感器布置在电力电缆的附近，其中钳式传感器的电导体被配置为从电力电缆的外部提供一个或多个电流测量值，而不电连接到电力电缆的一个或多个单导体中的任何一个，其中该方法包括以下步骤：应用信号处理单元来处理数据，其中钳式传感器被配置为检测局部放电事件，其中应用信号处理单元来处理数据的步骤通过使用数学统计模型来执行，该数学统计模型处理由钳式传感器进行的测量，以识别电流测量值是否由电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
由此，可以提供一种方法，通过该方法可以测量电力电缆中的局部放电，以使得可以肯定地识别电力电缆是否应该被更换/修理。因此，该方法使得可以在通过使用该方法进行的局部放电测量时决定何时应该移除电力电缆。
在一个实施例中，该方法应用数学统计模型，该数学统计模型用于对单导体和导电屏蔽件中的电流进行线性投影，其中数学统计模型被定义为：
Yt＝Ft(θt)+εtεt～δ1(Vt)
Figure GDA0004257777410000091
其中Yt是确定在时间t的观察过程的向量，包括来自钳式传感器的观察数据(S1，S2，…，Sn)；
θt是确定时间t处的潜在过程的向量，包括潜在过程数据；即分别源自电缆的单导体和导电屏蔽件的电流；
Ft是回归矩阵，其确定在时间t时潜在过程和观察过程之间的线性关系；
gt是进化矩阵，其确定潜在过程中从时间t-1到时间t的转变；
δ1和δ2分别是观察过程和潜在过程的随机噪声向量；
Vt是观测方差-协方差矩阵，以及
Wt是进化方差-协方差矩阵。
在一个实施例中，电力电缆包括若干单导体。
在一个实施例中，该方法包括以下步骤：
在沿着电力电缆的长度的一个或多个位置暴露电力电缆的一部分；
在每个位置处将一个或多个外部的钳式传感器夹持到电力电缆的外部或布置在电力电缆附近；
在每个外部的钳式传感器与信号处理单元之间建立连接。
因此，该方法可用于用传感器改装现有电力电缆，从而允许该方法用于检测地下电力电缆中的绝缘缺陷。
在一个实施例中，该方法包括校准钳式传感器的步骤。
在一个实施例中，该方法包括通过使用校准单元来校准钳式传感器的步骤，该校准单元被配置为通过沿着电力电缆的外围移动钳式传感器的主传感器构件和若干附加传感器构件来校准钳式传感器。
通过检测存在局部最大传感器信号幅度的若干位置，可以识别最有希望的位置以布置主传感器构件和一个或多个附加传感器构件。因此，主传感器构件或附加传感器构件之一(子传感器)应定位在这些位置。该过程可以手动地或通过使用跟踪位置和对应的钳式传感器信号的校准工具来执行。
在一个实施例中，每个钳式传感器包括主传感器构件和一个或多个附加传感器构件，其中该方法包括以传感器构件切向间隔开的方式沿着电力电缆的导电屏蔽件的圆周布置主传感器构件和附加传感器构件的步骤。
在一个实施例中，该方法包括施加被配置为测量电力电缆的磁场和电场两者的钳式传感器的步骤。
在一个实施例中，传感器被配置为与一个或多个外部设备无线通信。
在一个实施例中，至少一些传感器由至少一个能量收集装置供电。
附图说明
根据下面给出的详细描述，本发明将变得更加全面。附图仅作为说明给出，因此，它们不限制本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明的系统的示意图，该系统包括夹持到地下电力电缆的外部的若干外部的钳式传感器；
图2A示出了描绘电流随时间变化的曲线，其中示出了局部放电信号；
图2B示出了描绘电流随时间变化的曲线，其中不存在局部放电信号；
图3示出了根据本发明的系统的示意图，该系统包括夹持到地下电力电缆的外部上的外部的钳式传感器；
图4A示出了根据本发明的钳式传感器；
图4B示出了电力电缆；
图4C示出了附接到图4B所示的电力电缆的图4A所示的钳式传感器；
图5A示出了包括泄漏结构的电力电缆；
图5B示出了图5A所示的电力电缆，其中泄漏结构已经被熔断区域代替；
图6A示出了根据本发明的钳式传感器；
图6B示出了电力电缆；
图6C示出了附接到电力电缆的图6A所示的钳式传感器；
图7A示出了分别在单导体和导电屏蔽件中运行的局部放电电流；
图7B示出了根据本发明的钳式传感器；
图7C示出了根据本发明的另一传感器；
图8示出了说明根据本发明的方法的流程图；
图9A示出了根据本发明的钳式传感器；
图9B示出了附接到包括三个单导体和导电屏蔽件的电力电缆的图9A所示的钳式传感器；
图9C示出了根据本发明的夹在电力电缆外部的钳式传感器；
图9D示出了根据本发明的夹在电力电缆外部的另一传感器；
图10A示出了根据本发明的布置在电力电缆的外表面上的钳式传感器；
图10B示出了根据本发明的布置在电力电缆的外表面上的另一传感器；
图10C示出了根据本发明的布置在多导体电力电缆的外表面上的钳式传感器；以及
图10D示出了根据本发明的方法如何以导体被视为单导体的方式使用。
具体实施方式
为了说明本发明的优选实施例，现在详细参考附图，图1示出了根据本发明的系统的示意图。该系统包括夹持到地下电力电缆12的外部的若干外部的钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””。
钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””彼此间隔开。因此，钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””将在沿着电力电缆12的不同位置拾取信号。
在每个钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””之下，相对于时间绘制已经通过使用信号处理单元处理的检测到的钳式传感器信号6、6'、6”、6”'、6””。通过使用信号处理单元执行的处理过程，处理传感器信号6、6'、6”、6”'、6””，以便去除主信号(例如50Hz交流电)和由开关事件引起的局部放电事件，该处理过程可以包括一个或多个过滤过程。
钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””被配置为检测电流。因此，曲线图描绘了电流与时间的关系。可以看出，位于由粗箭头指示的到局部放电事件10的最短距离处的钳式传感器4”、4”'检测到比位于距局部放电事件10较大距离处的其余钳式传感器4、4'、4””更大的信号。
因此，可以使用钳式传感器4、4'、4”、4”'、4””来识别局部放电事件10的位置。通过比较处理后的传感器信号6、6'、6”、6”'、6””的幅度，可以识别局部放电事件10的位置。
图2A示出了描绘作为时间的函数的电流的曲线54。指示了由地下电力电缆中的泄漏结构引起的局部放电信号6。局部放电信号6由如图1中示意性示出的钳式传感器测量。局部放电信号6的频率比“主信号”的频率(例如50Hz交流电)高得多。因此，局部放电信号6被示为峰值。
图2B示出了描绘作为时间的函数的电流的曲线54'，其中不存在局部放电信号。因此，曲线54'对应于修改版本中的曲线54，其中局部放电信号6已被移除。
图3示出了根据本发明的系统2的示意图。系统2包括夹在地下电力电缆12外部的外部的钳式传感器4。系统2被配置为检测电力电缆12中的绝缘缺陷。
电力电缆12包括由导电屏蔽件22围绕的三个单导体16、18、20。尽管未示出，但是系统2可以包括多个外部的钳式传感器4，其被夹持到电力电缆12的外部或被布置在电力电缆12的附近。
钳式传感器4被配置为从电力电缆12的外部提供一个或多个电流测量值，而不电连接到电力电缆12的一个或多个单导体16、18、20中的任何一个。钳式传感器4被配置为检测局部放电事件。这通过测量由在单导体16、18、20和导电屏蔽件22中流动的电流产生的磁场来完成。由于每个钳式传感器4只能测量叠加的磁场(由在单导体16、18、20和导电屏蔽件22中流动的电流引起的磁场的总和)，因此必须提供附加信息。
该系统2包括信号处理单元50，其被配置为提供所需的附加信息。信号处理单元50适于使用数学统计模型52。数学统计模型52被配置为处理由系统2的钳式传感器4进行的测量，以识别由钳式传感器4测量的磁场的原点。这意味着信号处理单元50可以将测量信号分成：
a)在单导体16、18、20中流动的电流，以及
b)在导电屏蔽件22中流动的电流。
因此，信号处理单元50能够识别电流测量值是否由电力电缆12中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
电力电缆连接到设置在发电站8中的连接组件。可以看出，导电屏蔽件22接地。雷电14撞击发电站8并且这导致局部放电事件。因此，局部放电事件电流在单导体16、18、20中流动。由于导电屏蔽件22是导电的并且围绕单导体16、18、20，因此在导电屏蔽件22中感应出电流。然而，由于单导体16、18、20与周围导电屏蔽件22之间的电容耦合，由局部放电事件电流(由雷电引起)引起的感应电流将延迟90度(或第四波长)。因此，通过比较导电屏蔽件22中的局部放电事件电流和单导体16、18、20中的局部放电事件电流，可以识别局部放电事件电流是否由电力电缆12中的泄漏结构引起。
该系统2能够检测电流测量值是否由电力电缆12中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
该系统包括天线28和通信单元24，通信单元24被布置为将由钳式传感器4检测到的信号传送到天线28。通信单元24可以被配置为经由有线连接或经由无线连接向天线28传送信号。
天线28发射由信号处理单元50接收的无线信号30。无线信号30经由因特网26发送。
在一个实施例中，钳式传感器4和/或通信单元24包括或电连接到能量收集器，该能量收集器被布置和配置为采集能量并由此向钳式传感器4和/或通信单元24供应电能。在一个实施例中，能量收集器包括热电发电机或电场能量收集装置。在一个实施例中，能量收集器包括太阳能电池板。
图4A示出了根据本发明的钳式传感器4。钳式传感器4包括主传感器构件34和若干附加传感器构件(子传感器)36、36'、36”、36”'。主传感器构件34通过电连接器38电连接到附加传感器构件36、36'、36”、36”'。
主传感器构件34和附加传感器构件36、36'、36”、36”'中的每一个被配置为检测由在底层结构中运行的电流引起的磁场。通过具有若干传感器构件34、36、36'、36”、36”'，可以将传感器构件34、36、36'、36”、36”'围绕电力电缆12布置在不同的切向位置，如图4C所示。由此，可以处理来自传感器构件34、36、36'、36”、36”'的数据(例如，通过如参考图3解释的信号处理单元50)，以便能够将测量的信号分离成在电力电缆的一个或多个单导体中运行的电流和在电力电缆的导电屏蔽件中运行的电流。
在一个实施例中，主传感器构件34包括集成通信单元(未示出)。在一个实施例中，主传感器构件34被配置为从附加传感器构件36、36'、36”、36”'接收信号，并且通过有线连接或通过无线连接将由主传感器构件34测量的信号以及来自附加传感器构件36、36'、36”、36”'的信号发送到接收设备。
图4B示出了根据本发明的电力电缆12。电力电缆12对应于参考图5A示出和解释的电力电缆12的类型。
图4C示出了附接到图4B所示的电力电缆12的图4A所示的钳式传感器4。可以使用任何合适的附接结构将钳式传感器4附接到电力电缆12。在一个实施例中，钳式传感器4通过一个或多个电缆带(未示出)附接到电力电缆12。屏蔽结构60围绕钳式传感器4和钳式传感器4延伸的电力电缆12的整个圆周的部分。屏蔽结构60是电磁场屏蔽。
屏蔽结构60用于将钳式传感器4和电力电缆12与电力电缆12穿过的环境电隔离。在一个实施例中，屏蔽结构60是用于阻挡静电场的导电外壳。
图5A示出了布置在地平面32下方的地下电力电缆12。电力电缆12包括三个单导体16、18、20。三个单导体16、18、20中的每一个被绝缘体42围绕。三个单导体16、18、20的绝缘体42被绝缘结构44包围。绝缘结构44被填充物40包围。填充物40被金属引线屏蔽件22包围。
可以看出，电力电缆12损坏并且包括泄漏结构46(为了说明而放大)。泄漏结构46延伸穿过导电屏蔽件22。因此，水和湿气可以通过泄漏结构46进入电力电缆12。泄漏结构46延伸穿过填充物40、绝缘结构44和绝缘体42。因此，当水或湿气进入泄漏结构46时，沿着泄漏结构46的路径的电阻抗减小到产生短路(沿着泄漏结构46的非预期路径行进的电流)的程度。
在短路期间，电流最大，因此泄漏结构46内的温度上升。因此，短路通常将导致泄漏结构46的熔化，使得产生熔合区域48，如图5B所示。熔合区域48可以至少用于同时密封电力电缆的损坏结构(泄漏结构46)。因此，在必须更换电力电缆12之前，可以经历几个短路，如参考图5A所解释的那样。
图6A示出了根据本发明的钳式传感器4。钳式传感器4包括主传感器构件34和单个附加传感器构件(子传感器)36。主传感器构件34经由电连接器38电连接到附加传感器构件36。
主传感器构件34和附加传感器构件36被配置为检测由在底层结构中流动的电流引起的磁场。通过具有若干传感器构件34、36，可以将传感器构件34、36布置在围绕电力电缆12的不同切向位置，如图4C所示。由此，可以处理来自传感器构件34、36的数据(例如，通过如参考图3解释的信号处理单元50)，并且由此将测量的信号分离成在电力电缆的一个或多个单导体中运行的电流和在电力电缆的导电屏蔽件中运行的电流。
在一个实施例中，主传感器构件34包括集成通信单元(未示出)。在一个实施例中，主传感器构件34被配置为从附加传感器构件36接收信号，并且通过有线连接或通过无线连接将由主传感器构件34测量的信号以及来自附加传感器构件36的信号传输到接收设备。
图6B示出了根据本发明的电力电缆12。电力电缆12包括由绝缘体42围绕的单导体16。绝缘体42被绝缘结构44包围。填充物40设置在绝缘结构44和周围的金属引线屏蔽件22之间。
图6C示出了附接到图6B所示的电力电缆12的图6A所示的钳式传感器4。可以使用任何合适的附接结构将钳式传感器4附接到电力电缆12。在一个实施例中，钳式传感器4通过一个或多个电缆带(未示出)附接到电力电缆12。
图7A示出了第一曲线56，其描绘了在局部放电事件期间在如图5A所示的电力电缆的单导体中流动的电流与时间的关系，其中对应于图4C或图6C所示的钳式传感器用于检测电流。图7还示出了第二虚线曲线58，其描绘了在局部放电事件期间在电力电缆的导电屏蔽件中流动的电流与时间的关系。
第一曲线56具有大于第二虚线曲线58的振幅A1的振幅A2。此外，第二虚线曲线58被延迟。
由于导电屏蔽件是导电的并且围绕电力电缆的单导体(见图5A)，因此当电流在单导体中流动时，在导电屏蔽件中感应出电流。由于单导体和周围导电屏蔽件之间的电容耦合，导电屏蔽件中感应的电流延迟90度(或第四波长λ)。因此，当与第一曲线56相比时，第二虚线曲线58(示出了由外部局部放电事件电流引起的导电屏蔽件中的感应电流)被延迟90度。因此，通过比较第一实线曲线56和第二虚线曲线58，局部放电事件电流的顺序将揭示局部放电事件电流是否由电力电缆中的泄漏结构引起。图7A中所示的曲线56、58揭示了在电力电缆的单导体中发生局部放电事件。
图7B示出了根据本发明的钳式传感器4。钳式传感器4基本上对应于图6A所示的钳式传感器。然而，主传感器构件34包括信号处理单元50。信号处理单元50应用使用根据本发明的数学统计模型52的算法。在另一实施例中，信号处理单元50和数学统计模型52可位于附加传感器构件36中或钳式传感器4的单独装置(未示出)中。
图7C示出了根据本发明的另一钳式传感器4'。钳式传感器4基本上对应于图4A所示的钳式传感器。然而，主传感器构件34包括信号处理单元50。信号处理单元50应用使用根据本发明的数学统计模型52的算法。在另一实施例中，信号处理单元50和数学统计模型52可以位于附加传感器构件36、36'、36”中的一个中或钳式传感器4'的单独装置(未示出)中。
图8示出了说明根据本发明的方法的流程图。该方法的第一步骤是检测由钳式传感器测量的信号。钳式传感器将提供不同的数据，因为钳式传感器位于不同的位置。
处理由钳式传感器检测的数据。处理过程包括通过使用高通过滤器进行过滤。处理过程还包括信号的放大。
在下一步骤中，确定检测到的信号是否由损坏的电力电缆(具有泄漏结构)引起的局部放电引起。这可以通过使用参考图3解释的处理单元来完成。
在一个实施例中，重复这些步骤以连续地监测电力电缆。
在一个实施例中，执行附加步骤。该附加步骤包括确定局部放电事件的位置。由此，可以应用根据本发明的方法来定位电力电缆的损坏部分的位置。
图9A示出了根据本发明的钳式传感器4。钳式传感器4包括主传感器构件34和多个附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'。主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'安装在安装结构62中。因此，主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'相对于彼此的位置是明确定义和已知的。当使用数学统计模型估计从导体和屏幕到主传感器构件34和子传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'的传递函数作为线性投影和随机噪声分量时，应用该信息。安装结构62的几何形状可以是弧形的，如图9A所示。然而，安装结构62的几何形状可以不同。只要主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'相对于彼此的位置是明确定义和已知的。作为示例，安装结构62的几何形状可以是直的，使得主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'沿着直线布置。
图9B示出了附接到电力电缆12的图9A所示的钳式传感器4，电力电缆12包括三个单导体16、18、20和导电屏蔽件22。单导体16、18、20彼此电绝缘并且被与单导体16、18、20间隔开的导电屏蔽件22围绕。形成为电磁场屏蔽的屏蔽结构60围绕电力电缆12和钳式传感器4。
由于主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'沿着电力电缆12的外表面延伸，所以从电力电缆12的中心到主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'的距离是已知的。为了识别电流测量是否由电力电缆12中或导电屏蔽件22中的泄漏结构引起的局部放电事件引起，本发明应用由主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'以及已知的参数(主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'相对于彼此的位置以及电力电缆12的直径)进行的测量。通过将主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'布置在预定安装结构62中，将知道主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'相对于彼此的位置。
通过提供足够大数量的附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'，可以提供足够的测量结果并因此提供足够大数量的方程以求解方程组并因此确定在单导体中流动的电流和在导电屏蔽件22中流动的电流。
图9C示出了根据本发明的钳式传感器4，其夹在包括三个单导体16、18、20和导电屏蔽件22的电力电缆的外部上。单导体16、18、20彼此电绝缘并且被与单导体16、18、20间隔开的导电屏蔽件22围绕。
钳式传感器4包括主传感器构件34和若干附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'，它们相对于彼此以预定义的方式布置并且附接电力电缆。因此，从电力电缆的中心到主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'的距离是已知的。因此，通过使用与参考图9B所解释的相同的原理，可以识别电流测量值是否由电力电缆或导电屏蔽件中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
图9D示出了根据本发明的另一钳式传感器4，其夹在对应于图9C所示的电力电缆外部。钳式传感器4包括主传感器构件34和沿着电力电缆的外表面布置的多个附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'、37”。因此，主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'、37”相对于彼此以预定义的方式布置。因此，从电力电缆的中心到主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”、36”'、37、37'的距离是已知的。因此，通过使用与参考图9B和图9C所解释的相同的原理，可以识别电流测量值是否由电力电缆或导电屏蔽件中的泄漏结构引起的局部放电事件引起。
图10A示出了根据本发明的钳式传感器4，其布置在包括三个单导体和导电屏蔽件的电力电缆的外表面上。单导体彼此电绝缘并且被与导体间隔开的导电屏蔽件围绕。
钳式传感器4包括主传感器构件34和若干附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”，它们以预定方式(沿着电力电缆的圆柱形表面)布置并附接到电力电缆。主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”沿着垂直于电力电缆的纵向轴线X延伸的平面布置。因此，从电力电缆的中心到主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”的距离是已知的。
因此，通过使用与参考图9B和图9D解释的相同的原理，可以识别电流测量值是由电力电缆中还是导电屏蔽件中的泄漏结构引起的局部放电事件引起的。
图10B示出了根据本发明的另一钳式传感器4，其布置在包括三个单导体和导电屏蔽件的电力电缆的外表面上。电力电缆对应于图10A所示的电力电缆。
钳式传感器4包括主传感器构件34和多个附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”，它们沿着电力电缆的表面以预定方式布置并且附接到电力电缆。主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”沿着相对于电力电缆的纵向轴线X成角度α(不同于90度)的平面布置。如果该角度α未知，则仍然可以使用根据本发明的方法来识别电流测量是由电力电缆中还是导电屏蔽中的泄漏结构引起的局部放电事件引起的。从电力电缆的中心到主传感器构件34和附加传感器构件35、35'、35”、35”'、36、36'、36”的距离是已知的。因此，通过使用与参考图9B和图9D所解释的相同的原理，可以识别电流测量值是由电力电缆中还是导电屏蔽件中的泄漏结构引起的局部放电事件引起的。
图10C示出了根据本发明的钳式传感器4，其布置在对应于图9C和图9D所示的多导体电力电缆的外表面上。钳式传感器4基本上对应于图9D所示的钳式传感器。
图10D示出了如何以一种方式使用根据本发明的方法，其中如图10C所示的多导体电缆的导体可以被视为单个估计导体21。这是可能的，因为通过多导体电缆的导体的电流为零。
附图标记的列表：
2：(局部放电分析)系统
4,4',4”,4”'：(局部放电)钳式传感器
6、6'、6”、6”'、6””：局部放电信号
8：发电站
10：局部放电事件
12：电力电缆(例如，多导体电缆)
14：雷电
16、18、20：电力电缆的单导体
21：估计导体
22：金属引线屏蔽件
24：通信单元
26：云端(通过因特网访问的服务器)
28：天线
30：无线信号
32：地平面
34：主传感器构件
35、35'、35”、35”'：附加传感器构件
36、36'、36”、36”'：附加传感器构件
37、37'、37”：附加传感器构件
38：电连接器
40：填充物
42：绝缘体
44：绝缘结构
46：泄漏结构
48：熔合区域
50：信号处理单元
52：数学统计模型
54、54'：曲线
56、58：曲线
60：屏蔽结构
62：安装结构
A1、A2：幅度
α：角度
λ：波长
B：磁场线
X：纵向轴线

Claims (22)

1.一种用于检测地下电力电缆(12)中的绝缘缺陷的系统(2)，所述地下电力电缆(12)包括被导电屏蔽件(22)包围的一个或多个单导体(16、18、20)，其中，所述系统(2)包括两个或更多个外部的钳式传感器(子传感器)(4、4'、4”、4”')，其被夹持到所述电力电缆(12)的外部或布置在所述电力电缆(12)的附近，其中，所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')被配置为从所述电力电缆(12)的外部提供一个或多个电流测量值，而不被电连接到所述电力电缆(12)的一个或多个所述单导体(16、18、20)中的任何一个，其中，所述系统(2)包括信号处理单元(50)，其特征在于，所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')被配置为检测局部放电事件(6、6'、6”、6”'、6””)，其中，所述信号处理单元(50)适于使用数学统计模型(52)来处理由所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')进行的测量，以识别所述电流测量值是否由所述电力电缆(12)中的泄漏结构(46)引起的局部放电事件(6、6'、6”、6”'、6””)引起。
2.根据权利要求1所述的系统(2)，其特征在于，所述数学统计模型(52)被配置为对所述单导体(16、18、20)和导电屏蔽件(22)中的电流进行线性投影，其中所述数学统计模型(52)被定义为：
Yt＝Ft(θt)+εt εt～δ1(Vt)
Figure FDA0004153467290000011
其中Yt是确定在时间t的观察过程的向量，包括来自钳式传感器的观察数据(S1，S2，…，Sn)；
θt是确定时间t处的潜在过程的向量，包括潜在过程数据；即分别源自电力电缆(12)的单导体(16、18、20)和导电屏蔽件(22)的电流；
Ft是回归矩阵，其确定在时间t时潜在过程和观察过程之间的线性关系；
gt是进化矩阵，其确定潜在过程中从时间t-1到时间t的转变；
δ1和δ2分别是观察过程和潜在过程的随机噪声向量；
Vt是观测方差-协方差矩阵；
Wt是进化方差-协方差矩阵。
3.根据权利要求1或2所述的系统(2)，其特征在于，所述电力电缆(12)包括若干单导体(16、18、20)。
4.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述系统(2)包括沿着所述电力电缆(12)的所述导电屏蔽件(22)布置的若干间隔开的钳式传感器(4、4'、4”、4”')。
5.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述系统(2)包括主传感器构件(34)和沿着所述电力电缆(12)的所述导电屏蔽件(22)的圆周布置的一个或多个附加传感器构件(36、36'、36”、36”')，其中传感器构件(34、36、36'、36”、36”')切向地间隔开。
6.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述系统(2)包括校准单元(54)，所述校准单元(54)被配置为执行一个或多个所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')的校准，以便将所述系统(2)校准到电力电缆和环境上的物理位置。
7.根据权利要求6所述的系统(2)，其特征在于，所述校准单元(54)与所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')分离。
8.根据权利要求6所述的系统(2)，其特征在于，所述校准单元(54)集成在每个所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')中。
9.根据权利要求6所述的系统(2)，其特征在于，所述校准单元(54)被配置为在钳式传感器(4、4'、4”、4”')的主传感器构件(34)和若干附加传感器构件(36、36'、36”、36”')沿着所述电力电缆(12)的外围移动时校准所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')。
10.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，一个或多个外部所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')包括能量收集器。
11.根据权利要求10所述的系统(2)，其特征在于，所述能量收集器包括热电发电机或电场能量收集装置。
12.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述系统(2)包括：
从钳式传感器(4)朝向地平面延伸的通信单元(24)，以及
被配置为发送无线信号(30)的天线(28)，
其中，系统(2)被配置为通过天线(30)无线地发送由钳式传感器(4)进行的测量。
13.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，屏蔽结构(60)围绕钳式传感器(4、4'、4”、4”')和电力电缆(12)的整个圆周的一部分，钳式传感器(4、4'、4”、4”')在该部分处延伸，其中屏蔽结构(60)是电磁场屏蔽(60)。
14.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述信号处理单元(50)包括峰值检测器，所述峰值检测器被配置为分析所述电流测量值并检测任何电流峰值。
15.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述信号处理单元(50)包括高通滤波器，所述高通滤波器被配置为对所述电流测量值进行高通滤波。
16.根据前述权利要求之一所述的系统(2)，其特征在于，所述信号处理单元(50)包括算法，所述算法被配置成自动地识别所述电流测量值是否由所述电力电缆(12)中的泄漏结构(46)引起的局部放电事件(6、6'、6”、6”'、6””)引起的。
17.一种用于检测地下电力电缆(12)中的绝缘缺陷的方法，所述地下电力电缆(12)包括被导电屏蔽件(22)包围的一个或多个单导体(16、18、20)，其中所述方法包括以下步骤：将两个或更多个外部的钳式传感器(4、4'、4”、4”')夹持到所述电力电缆(12)的外部或布置在所述电力电缆(12)的附近，其中所述钳式传感器的电导体被配置为从所述电力电缆(12)的外部提供一个或多个电流测量值，而不电连接到所述电力电缆(12)的一个或多个所述单导体(16、18、20)中的任一个，其中所述方法包括以下步骤：应用信号处理单元(50)来处理数据，其特征在于，所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')被配置为检测局部放电事件(6、6'、6”、6”'、6””)，其中应用信号处理单元(50)来处理数据的步骤通过使用数学统计模型(52)来执行，所述数学统计模型(52)处理由所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')进行的测量，以识别所述电流测量值是否由所述电力电缆(12)中的泄漏结构(46)引起的局部放电事件(6、6'、6”、6”'、6””)引起。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述数学统计模型(52)用于对所述单导体(16、18、20)和导电屏蔽件(22)中的电流进行线性投影，其中所述数学统计模型(52)被定义为：
Yt＝Ft(θt)+εt εt～δ1(Vt)
Figure FDA0004153467290000031
其中Yt是确定在时间t的观察过程的向量，包括来自钳式传感器的观察数据(S1，S2，…，Sn)；
θt是确定时间t处的潜在过程的向量，包括潜在过程数据；即分别源自电力电缆(12)的单导体和导电屏蔽件(22)的电流；
Ft是回归矩阵，其确定在时间t时潜在过程和观察过程之间的线性关系；
gt是进化矩阵，其确定潜在过程中从时间t-1到时间t的转变；
δ1和δ2分别是观察过程和潜在过程的随机噪声向量；
Vt是观测方差-协方差矩阵，以及
Wt是进化方差-协方差矩阵。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述电力电缆(12)包括若干单导体(16、18、20)。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在沿着电力电缆(12)的长度的一个或多个位置暴露电力电缆(12)的一部分；
在每个位置处将一个或多个外部的钳式传感器(4、4'、4”、4”')夹持到电力电缆(12)的外部或布置在电力电缆(12)附近；
在每个外部的钳式传感器(4、4'、4”、4”')和信号处理单元(50)之间建立连接。
21.根据前述权利要求17-20之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括校准所述钳式传感器(4、4'、4”、4”')的步骤。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的方法，其特征在于，每个钳式传感器(4、4'、4”、4”')包括主传感器构件(34)和一个或多个附加传感器构件(36、36'、36”、36”')，其中所述方法包括以下步骤：以传感器构件(34，36、36'、36”、36”')切向地间隔开的方式沿着电力电缆(12)的导电屏蔽件(22)的圆周布置主传感器构件(34)和附加传感器构件(36、36'、36”、36”')。
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