[發明專利]基于自相關-小波模極大值分析的電纜局部放電定位方法

有效

• 申請號: 201510092868.3
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN104730424B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 高樹國;范輝;潘瑾;陳志勇;劉賀晨;劉云鵬;劉宏亮;陳二松
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河北省電力公司電力科學研究院;河北省電力建設調整試驗所
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 徐瑞豐;董金國

本發明公開了一種基于自相關?小波模極大值分析的電纜局部放電定位方法，屬于電力系統領域，其步驟包括：1、采集并初步處理局部放電信號；2、提取局部放電入射波?反射波脈沖數據段；3、對步驟2中的入射波?反射波脈沖數據段進行自相關處理，提取入射波與反射波的波前時間差的估計值dN；4、對步驟3中的入射波?反射波脈沖數據段進行N層小波分解、重構，提取各層小波重構信號的最大值點作為入射波波前位置，之后以步驟（3）自相關分析得到的入射波與反射波的波前時間差的估計值dN作為參照，提取反射波小波模極大值時刻，計算入射波和反射波波前時間差，計算局部放電點位置。本發明的優點是定位精度高、抗干擾能力強。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，涉及電力系統信號處理應用技術，具體涉及一種基于自相關-小波模極大值分析的電纜局部放電定位方法。

背景技術

電力電纜在城市配電網中已經得到廣泛應用，但是電力運行部門急需了解電力電纜的絕緣狀況以保障供電安全性和可靠性。局部放電是電力電纜發生絕緣故障的先兆，因此有效檢測局部放電并對放電點進行準確定位是提高電纜安全運行的一種重要途徑。

時域反射技術（又稱TDR）是近十年來發展起來的測量技術，被廣泛應用于線路測長及故障定位。局部放電信號在電纜中產生后，一路沿著電纜向采集端傳播，定義為入射波；另一路沿著反方向傳播到電纜終端后反射回采集端，定義為反射波。應用TDR方法進行局部放電點定位，其測量精度依賴于對局部放電信號入射波及反射波波前到達時間的準確判斷。

相關法是檢測波形波前的常用方法，能夠從淹沒在噪聲信號或者其他無關信號中找到信號兩部分或兩個信號之間的相互關系，判別其相似性，并對信號特征進行檢測和提取。但是，局部放電在電纜中傳播，高頻分量衰減嚴重，導致反射波脈沖上升沿變緩，波形發生了明顯畸變，因此采用相關法進行定位尤其對于長距離電纜，勢必會導致較大誤差。小波變換具有在時域和頻域表征信號局部特性等性質，采用小波變換模極大值法檢測反射波信號的波前到達時間在一定程度上降低了局部放電信號波形衰減帶來的誤差。但是局部放電信號中一般包含較大能量的噪聲，噪聲信號的小波模極大值會嚴重干擾對局部放電的準確定位。

因此，單純采用相關法和小波變換模極大值法均不能達到較好的定位效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種定位精度高、抗干擾能力強的檢測電力電纜局部放電并對放電點進行準確定位的方法，主要是采用自相關法與小波變換模極大值法相結合進行電纜局部放電定位的方法。

本發明所采用的技術方案如下：

（1）采集并初步處理局部放電信號：

通過布置在電纜一端的局部放電檢測裝置采集電纜中的局部放電信號，經濾波放大后，由局部放電檢測裝置中的高速數字采集卡將模擬信號轉換成數字信號，最后保存處理后的局部放電信號為局部放電數據；

所述局部放電檢測裝置包括局部放電耦合電容Ck、局部放電檢測阻抗Zm、信號濾波器、信號放大器和數據采集裝置；所述局部放電耦合電容Ck的一端接在測試電纜的線芯上，其另一端和局部放電檢測阻抗Zm串聯后接地，所述信號濾波器的輸入端接在局部放電檢測阻抗Zm兩端，所述信號濾波器的輸出端經信號放大器接入數據采集裝置的輸入端，所述數據采集裝置的輸出端接外部的控制主機；所述測試電纜的線芯接高壓電源，其屏蔽層兩端接地。所述數據采集裝置為高速數字采集卡。所述高壓電源為局部放電測試電壓產生單元總稱，可為交流電壓源、超低頻電壓源、振蕩波電壓源等；所述高壓為電力行業的一個常用語，高壓電源一般指電壓可輸出數kV甚至數百kV的電源，常用于高壓試驗。

（2）提取局部放電入射波-反射波脈沖數據段：

對步驟（1）中采集到的局部放電數據進行濾波處理后，設定閾值，提取出包含局部放電信號的完整入射波和反射波數據的局部放電入射波-反射波脈沖數據段；所述設定閾值需超過反射波幅值而低于入射波幅值；