[發明專利]一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202210055054.2
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114487732A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 任廣振;趙深;曹俊平;劉黎;李乃一;周象賢;王少華;黃勃;王成珠;夏雯;王云鶴;雍靜;王曉靜;謝錫蘭;李金鎖
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國網浙江省電力有限公司;重慶大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

通過電纜局部絕緣缺陷試驗獲取電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動信號，對所述的電壓擾動信號進行統計分析；

對所述電壓擾動信號的主要特征進行分析，得到不同特征參數的變化范圍，并對電壓擾動信號去噪后進行幅值轉換以提取特征參數；其中，所述不同特征參數的變化范圍用于檢測電纜局部絕緣缺陷；

將所述電壓擾動信號的特征參數用于電纜局部絕緣缺陷檢測，先對電壓擾動信號的閾值進行檢測，判斷其是否超出正常閾值，然后判斷電壓擾動信號的特征參數是否符合要求，并對下一個周期信號重復判斷，以評估電纜局部絕緣缺陷的嚴重程度。

2.根據權利要求1所述的一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，電壓擾動波形通過試驗獲取，試驗的主要流程如下：

搭建電纜局部絕緣缺陷試驗平臺，對試驗電纜制作人為局部絕緣缺陷，利用高壓探頭測量電纜的相對地電壓，通過示波器采集并存儲電壓數據；

通過逐級升壓的方式，觀測示波器中電壓波形的變化直至觀測到電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動波形；重復試驗獲取電纜局部絕緣缺陷時電壓擾動波形數據。

3.根據權利要求2所述的一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，對觀測到的電壓擾動波形進行統計分析，電纜局部絕緣缺陷在電壓波形上形成的畸變擾動，其特征歸納如下：

1)畸變起始點發生在電壓波形峰值前后，與峰值處距離ΔT，ΔT＝-0.1～+0.05；起始點為負表示發生在峰值前，起始點為正表示發生在峰值后；

2)畸變波形呈現不對稱U形；

3)畸變波形跌落深度范圍ΔU為0.1～0.9倍正常電壓峰值；

4)U形畸變上疊加頻率和幅值不等的高頻振蕩分量；

5)U形畸變持續時間Δt為1/8～1/4周波；

6)U形畸變在連續周期內出現則為嚴重局部絕緣缺陷；否則判定為一般局部絕緣缺陷。

4.根據權利要求3所述的一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，電壓擾動信號需要預處理，以便提取擾動信號特征，具體包括：

根據所述測量到電纜的相對地電壓，對采樣信號進行低通濾波去除高頻信號的干擾，通過卡爾曼濾波將瞬時電壓轉換為瞬時幅值變化，基于瞬時幅值變化提取電壓擾動信號的特征：畸變波形跌落深度范圍ΔU和U形畸變持續時間Δt。

5.根據權利要求4所述的一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，將所述電壓擾動信號進行特征檢測前，所述方法還包括：

基于單個工頻周期電壓擾動信號與前一個工頻周期電壓擾動信號進行比較，并計算兩個信號差的平方和作為指標；當計算結果超過設定閾值時，進行電纜局部絕緣缺陷特征檢測流程。

6.根據權利要求1～5任一項所述的一種基于暫態擾動特征的電纜缺陷檢測方法，其特征在于，將電纜局部絕緣缺陷產生的電壓擾動波形特征作為依據，對電壓擾動信號進行檢測，具體包括：

先判斷電壓擾動信號的電壓畸變波形跌落深度范圍ΔU是否在0.1～0.9倍正常電壓峰值之間，當畸變信號滿足條件時進行下一步判斷；然后判斷電壓U形畸變持續時間Δt是否在1/8～1/4之間，滿足條件則表明單個工頻周期信號為電纜局部絕緣缺陷產生畸變信號；

對下一個采樣周期數據進行判斷，如連續周期都滿足判定條件，則判斷為嚴重的局部絕緣缺陷，否則為一般局部絕緣缺陷。