[發(fā)明專利]一種脈沖噪聲環(huán)境下的電纜故障定位方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010184700.6
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111366813B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王毅;梁棟輝
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務(wù)所 50215
• 代理人: 王海軍

本發(fā)明屬于電纜故障定位領(lǐng)域，涉及一種脈沖噪聲環(huán)境下的電纜故障定位方法、裝置及系統(tǒng)；所述方法包括一路參考信號發(fā)送至示波器的第一通道；另一路測試信號通過T連接器發(fā)送至待測電纜，在待測電纜的故障點處產(chǎn)生反射信號，將反射信號與待測電纜中的噪聲返回至T連接器后，與測試信號混疊成疊加信號，并發(fā)送至示波器的第二通道；計算第一通道與第二通道所接收信號的互相關(guān)熵；將互相關(guān)熵進行傅里葉變換，得到相關(guān)熵譜；將頻域加權(quán)后的相關(guān)熵譜進行傅里葉反變換，得到加權(quán)后的相關(guān)熵；從相關(guān)熵中通過峰值檢測確定電纜故障的相關(guān)峰時延，根據(jù)信號在電纜中的傳輸速度計算出發(fā)生電纜故障的位置。本發(fā)明可在脈沖噪聲環(huán)境下實現(xiàn)準確的故障定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電纜故障定位領(lǐng)域，涉及一種脈沖噪聲環(huán)境下的電纜故障定位方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會的快速發(fā)展，電力電纜被廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)中，占據(jù)了重要的地位。然而，受到自然和各種人為的干擾，電纜出現(xiàn)故障的幾率也大大增加，這將對電力系統(tǒng)的正常運行帶來很大的隱患，甚至造成嚴重的經(jīng)濟損失，因此，如何在電纜出現(xiàn)故障時快速的確定故障位置，對恢復(fù)電力系統(tǒng)的正常運行有重大意義。

時域反射法因為其測量簡便、上手簡單、無需建立測量模型等特點而成為電纜故障定位的主要方法之一。基于相關(guān)計算的反射測量法作為時域反射法的一種類型，其測試信號具有白噪聲均值為零、相關(guān)性良好等特點，可以對電纜進行在線檢測，且具有一定的抗噪能力。目前，符合該類型的測試信號有偽隨機序列、擴頻偽隨機序列以及混沌信號等。

在實際的電力電纜中，往往充斥著大量的脈沖噪聲，此時，使用基于相關(guān)計算的反射測量法進行故障定位，會使得其性能嚴重下降，甚至完全失效，這將嚴重影響電纜的故障定位。原因主要是因為傳統(tǒng)的相關(guān)計算是一種基于二階統(tǒng)計量的時延估計算法，而脈沖噪聲不能用二階統(tǒng)計量來描述，因此，傳統(tǒng)的基于二階統(tǒng)計量的方法都不能在脈沖噪聲環(huán)境下適用。近年來，相關(guān)熵的概念被提出，并推出了最大相關(guān)熵準則，形成了比較完備的理論體系。相關(guān)熵與相關(guān)函數(shù)的全局相似性不同，是具有局部相似性的方法，對脈沖噪聲具有抑制作用。

現(xiàn)有的電纜故障定位技術(shù)方案中，主要是將具有類噪聲特性、相關(guān)性良好的信號作為測試信號發(fā)送到待測電纜中，在故障點會產(chǎn)生反射信號，接收到反射信號后與測試信號進行互相關(guān)計算，互相關(guān)計算公式為R(τ)＝E[x(t)y(t+τ)]，可以在不同的時延τ處比較測試信號(x(t))和反射信號(y(t+τ))的相似性，當時延τ等于兩信號之間的時延d時，互相關(guān)計算出現(xiàn)尖銳的相關(guān)峰值。然后將計算得到的互相關(guān)函數(shù)進行峰值檢測，根據(jù)峰值所在的時延，和電纜中信號傳輸?shù)乃俣龋梢杂嬎愠龉收宵c的距離。

但上述現(xiàn)有技術(shù)方案存在的問題是：反射信號和測試信號進行的互相關(guān)計算是一種基于二階統(tǒng)計量的時延估計算法，但是二階統(tǒng)計量并不能對于脈沖噪聲并不適用，因此，該方法的性能在脈沖噪聲環(huán)境下會嚴重下降，甚至完全失效。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的電纜故障定位技術(shù)在脈沖噪聲環(huán)境下性能嚴重降低，甚至失效的問題，因此，本專利將基于相關(guān)熵發(fā)明一種脈沖噪聲環(huán)境下的故障定位方案，該方案在基于相關(guān)法的反射測量法的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)熵的局部相似性對脈沖噪聲進行抑制，實現(xiàn)了脈沖噪聲環(huán)境下的故障定位。具體的，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題，采用了一種脈沖噪聲環(huán)境下的電纜故障定位方法、裝置及系統(tǒng)，該方法、裝置及系統(tǒng)在脈沖噪聲環(huán)境下仍然具有較高的精度。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種脈沖噪聲環(huán)境下的電纜故障定位方法，所述方法包括：

信號源經(jīng)過功分器產(chǎn)生兩路信號；

一路信號作為參考信號發(fā)送至示波器的第一通道；

另一路信號作為測試信號通過T連接器發(fā)送至待測電纜，在待測電纜的故障點處產(chǎn)生反射信號，將反射信號與待測電纜中的噪聲疊加，返回至T連接器后，與T連接器處的測試信號混疊生成疊加信號，將疊加信號發(fā)送至示波器的第二通道；