[發(fā)明專利]一種非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811537079.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109541400A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫廷璽;郭小凱;李錄照;趙尊慧;邵會臣;南保鋒;崔江靜;方義治;蔡蔚;梁育雄;李海深;黃漢賢;王升
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云

本發(fā)明涉及高壓電纜故障檢測的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法，根據(jù)電纜終端頭空間電磁分布及高頻信號傳播特性確定電纜終端頭附近的空間電磁信號分布情況，選擇采集單元的物理結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)及安裝位置，進(jìn)行采集單元的安裝；采集單元采集到的故障信號通過信號電纜傳送到數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元對采集高壓電纜故障時的電量信號進(jìn)行分析處理，并通過小波算法獲得模極大值點(diǎn)，最終確定故障起始時間。本發(fā)明基于空間電磁感應(yīng)原理，在實現(xiàn)時不需要和高壓電纜存在物理接觸，即可獲得高壓電纜故障時故障信號中的暫態(tài)電壓行波信號并獲取精確的故障發(fā)生時間，滿足了基于雙端行波原理的高壓電纜在線故障定位的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓電纜故障檢測的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法。

背景技術(shù)

電力線路在出現(xiàn)故障后，迫切需要確定故障的位置。由于由故障點(diǎn)到測量點(diǎn)的距離可計算得到故障的位置，故而確定故障位置首先需要獲得故障的相關(guān)信號。傳統(tǒng)架空線路故障信號提取自保護(hù)用電壓、電流互感器，由于保護(hù)用電壓、電流互感器結(jié)構(gòu)、參數(shù)及負(fù)載特性限制，其傳變特性無法滿足高壓電纜線路的定位精度要求。由于故障發(fā)生往往伴隨暫態(tài)電壓行波信號的發(fā)生，故暫態(tài)電壓行波信號可作為故障在線定位的依據(jù)，然而目前未有有效、準(zhǔn)確、安全地提取故障產(chǎn)生暫態(tài)行波信號的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法，實現(xiàn)高壓電纜故障后的暫態(tài)電壓行波信號采集處理，為高壓電纜故障在線定位提供數(shù)據(jù)支撐。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

提供一種非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法，所述高壓電纜連接有電纜終端頭和關(guān)聯(lián)器件；高壓電纜故障信號到達(dá)電纜終端頭后在空間產(chǎn)生反映故障時空信息的電磁場；所述方法包括以下步驟：

S10.基于電路原理和電磁場原理對電纜終端頭周圍電磁場的電磁信號分布特性進(jìn)行分析，所述電磁信號分布特性包括電磁信號在空間的位置強(qiáng)度分布及電磁信號在空間的傳播特性；

S20.基于步驟S10的電磁信號分布特性的分析結(jié)果，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境狀況選擇采集單元的物理結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)及安裝位置；

S30.根據(jù)步驟S20中所述安裝位置安裝采集單元，采集單元采集的故障信號通過信號電纜傳送到數(shù)據(jù)處理單元；

S40.步驟S30中數(shù)據(jù)處理單元對采集單元采集的故障信號進(jìn)行分析處理，并通過小波算法獲取模極大值點(diǎn)，確定故障起始時間；

S50.獲取位于高壓電纜兩端的故障起始時間及高壓電纜全長，計算電纜故障位置離高壓電纜兩端的故障距離。

本發(fā)明的非接觸式獲取暫態(tài)電壓行波信號的方法，根據(jù)電纜終端頭空間電磁分布及高頻信號傳播特性確定電纜終端頭附近的空間電磁信號分布情況，并綜合安全性和可靠性，選擇采集單元的物理結(jié)構(gòu)、電磁參數(shù)及安裝位置，進(jìn)行采集單元的安裝；采集單元采集到的故障信號通過信號電纜傳送到數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元對采集高壓電纜故障時的電量信號進(jìn)行分析處理，并通過小波算法獲得模極大值點(diǎn)，最終確定故障起始時間。本發(fā)明基于空間電磁感應(yīng)原理，在實現(xiàn)時不需要和高壓電纜存在物理接觸，即可獲得高壓電纜故障時故障信號中的暫態(tài)電壓行波信號并獲取精確的故障發(fā)生時間，滿足了基于雙端行波原理的高壓電纜在線故障定位的需要。

優(yōu)選地，步驟S10中，所述電磁場以電纜終端頭為電極、以大地為地電極。本發(fā)明將電纜終端頭作為一個電極并將大地作為地電極，結(jié)合對于現(xiàn)場建筑、電氣布置等環(huán)境的影響，會形成不同強(qiáng)度、不同方向的空間電磁信號分布。