[發明專利]一種基于小波和脈沖衰減的電力電纜故障定位系統及方法

在審

• 申請號: 202010097436.2
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111157852A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 周鋒;方義治;雷小月;王升;李鵬;魯曉一;曾志華;黃毓華;仇煒;郭小凱;黃漢賢;梁育雄;王恒超;王樹田
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司珠海供電局
• 主分類號: G01R31/11
• 分類號: G01R31/11;G01R31/08;G01R23/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明涉及電力電纜的技術領域，更具體地，涉及一種基于小波和脈沖衰減的電力電纜故障定位系統及方法。一種基于小波和脈沖衰減的電力電纜故障定位系統，其中，包括；數據采集模塊：實現電纜故障定位時信號數據的采集和傳輸；數據處理模塊：將采集的故障信號進行處理，包括對故障信號進行小波分析處理和反射波形的脈寬計算，得到電纜故障信號反射波行的信號特征；專家知識庫匹配模塊：將處理后的故障信號特征與已建立的專家知識庫進行匹配處理分析，實現數據的篩選，經過相關算法計算，完成電纜故障距離的確定；結果顯示模塊：將定位結果通過人機交互界面傳達給定位人員。

技術領域

本發明涉及電力電纜的技術領域，更具體地，涉及一種基于小波和脈沖衰減的電力電纜故障定位系統及方法。

背景技術

電力電纜經常用作發電廠、變電所以及工礦企業的動力引線，當線路在過江、過近海、過鐵路等處，也常常要使用電力電纜。電纜與架空線路相比，有著①不受大氣環境(如雷電、雨霧露雪、污穢物、風等)的影響；②不占地表平面和空間；③不影響城市景觀美化；④安全可靠，隱蔽耐用等特點，獲得了愈加廣泛的應用。我國近年大力推進城鎮化建設，相應電力系統也隨之大大發展，而電纜因為上述的優勢，使用的數量和場合變得越來越多。電力電纜在運行時會受到很多方面的影響，因而會發生很多類型的故障。日益增多的電纜使用數量以及隨著運行時間的推移，電力系統中的電力電纜故障問題變得愈加受到重視。電力電纜不像架空線是裸露在外的，電纜美觀可靠等優點反而成為維護時的大難題，特別是對于尋找故障的位置方面，必須要求具有一定的定位精度。電力電纜對于電力系統而言可以看成是系統的橋梁和道路，一旦發生故障勢必對整個系統都帶來影響，幾個單一的電纜故障有可能發展成為整個系統的大范圍停電，因此對于電纜故障一定要迅速準確的處理。對電力電纜更加科學更加準確的故障定位是故障檢修的大前提，因而針對于電纜的故障位置確定愈發的被電力系統看重。

近幾十年來，科技工作者對于架空線路的故障定位做了很多方面的研究，有很多效果不錯的定位方法，很多都能應用于工程實踐。電纜線路相對于架空線有著自身獨有的特點，如電力電纜具有較小的電感和更大的電容，多用于中低壓輸電，長度較短。目前在現場普遍采用的電力電纜故障測距方法主要是行波法，包括低壓脈沖反射法、脈沖電壓法、脈沖電流法等。行波法還存在難以解決的問題，即反射波的識別和反射波頭對應時間的確定問題。電力電纜存在有分支接頭和其他不相干信號，當這種電纜線路故障時不僅故障點將產生反射，分接頭和干擾信號均會產生反射波頭，這時反射波的識別將變得非常困難，甚至無法識別。外加的脈沖信號是一個全頻域信號，波形在傳播過程中發生衰變扭曲變形，難以為測量時間確定一個時間參考點。因此針對于電纜的故障定位可以充分考慮自身特點的同時，借鑒較成熟的架空線路的定位方法，從而找出適合于電力電纜自身的故障定位方法。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題，采用小波分析法與脈沖衰減規律結合的電纜故障定位方法，設計了電纜故障定位專家系統，通過專家系統的自我學習能力不斷豐富完善衰減規律，實現電纜故障的智能定位，為電纜故障定位及處理提供科學有效的幫助，同時為電纜缺陷故障的預警奠定基礎，有利于支撐電網的安全穩定運行。

本發明的技術方案是：目前電力電纜故障離線定位中主要采用的是行波法，包括低壓脈沖反射法、脈沖電壓法、脈沖電流法等。行波法還存在難以解決的問題，即反射波的識別和反射波頭對應時間的確定。電力電纜存在有分支接頭和其他不相干信號，當這種電纜線路故障時不僅故障點將產生反射波，分接頭和干擾信號均會產生反射波，此時對反射波的辨識將變得非常困難，甚至無法識別。外加的脈沖信號是一個全頻域信號，波形在傳播過程中發生衰變扭曲變形，因而難以為測量時間確定一個時間參考點。本章利用小波變換的模極大值及奇異性檢測原理，對故障信號進行處理，嘗試確定反射波和反射波到達時間，實現故障定位。