[發明專利]基于復小波奇異性檢測的電纜早期故障檢測方法

有效

• 申請號: 201210224871.2
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN102721889A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 何正友;林圣;戴銘;母秀清;孫仲民
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及電力系統中一種基于復小波奇異性檢測的電纜早期故障檢測的方法。

背景技術

隨著現代城市建設的發展，電纜在城網供電中所占的份量也越來越重，已逐步取代了架空供電裸線，被廣泛應用于配電網。

在實際運行過程中，許多用電設備對供電可靠性要求比較苛刻，供電系統發生故障會導致非常嚴重的后果；這就要求供電系統發生故障能提前預警并能快速恢復。電纜容易因局部放電、閃絡等引發自身永久性故障從而導致供電系統的故障，在電纜即將發生永久性故障時，供電系統已處于危險的狀態，此時操作者難以將供電系統工況恢復到正常狀態，即使能將工況恢復到正常狀態，也會嚴重影響供電系統的運行。實際上，供電系統中的電纜有相當大的一部分是處于絕緣損傷、局部老化、接頭接觸不良等帶病運行狀態。檢測出電纜的早期故障(帶病狀態)可以對有缺陷的電纜進行預警，并可在故障發生前采取措施，避免存在隱患的電纜重復出現電壓暫態，大大減少永久性故障所造成的損失，對提高電網運行的安全性、延長電纜運行壽命，具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于復小波奇異性檢測的電纜早期故障檢測方法，該方法能有效的檢測出電纜的早期故障，以便對有缺陷的電纜進行預警，并在故障發生前采取措施，避免存在隱患的電纜重復出現電壓暫態，大大減少永久性故障所造成的損失，對提高電網運行的安全性、延長電纜運行壽命。

本發明為解決其技術問題，所采用的技術方案是一種基于復小波奇異性檢測的電纜早期故障檢測方法，其步驟為：

A、對配電網中待檢測電纜的電流信號進行采集，采樣頻率10KHz以上，得到待檢測電纜的采樣電流信號i(t)，其中t表示采樣時刻；

B、利用復小波對采樣電流信號i(t)進行N層離散小波分解，得到第n個分解層上的小波變換系數W_n(a，b)，其中，a為小波變換的尺度參數，b為時間平移參數，n＝1，2，…，N；N≥32；

C、實時提取每個分解層上的小波系數W_n(a，b)的幅值，并跟蹤各個分解層上的小波系數幅值的模極大值的出現時刻；當各分解層均在同一時刻出現模極大值，則判定該時刻發生了早期故障，隨后至少還有一個時刻各分解層均出現模極大值，最后一個各分解層均出現模極大值的時刻即為早期故障的結束時刻。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

當電纜處于絕緣損傷、局部老化、接頭接觸不良等帶病狀態時，會隨機發生電流的暫態突變現象而表現出早期故障。早期故障發生階段，電流信號間斷或某階導數不連續，本發明通過復小波變換有效、準確的找出各分解層均出現模極大值的時刻，該時刻即為電流信號間斷或某階導數不連續的時刻，從而準確發現電纜早期故障的發生及結束時刻。進而根據早期故障的發生頻率及持續時間可以判斷出早期故障的嚴重程度，給出相應預警信號，并指導操作人員采取相應的增強絕緣、加固接頭等措施，以避免存在隱患的電纜重復出現電壓暫態，大大減少永久性故障的發生，從而減少損失，提高電網運行的安全性，延長電纜運行壽命。

上述的B步中，利用復小波對電流信號i(t)進行N層離散小波分解，得到第n分解層上的小波變換系數W_n(a，b)的方法是：

Wn(a,b)=∫-∞+∞i(t)·1aψ‾(t-ba)dt]]>