本發(fā)明涉及電纜故障定位，特別涉及一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法。

背景技術(shù)：

1、電力電纜是用于傳輸和分配電能的電纜，電力電纜常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站引出線路、工礦企業(yè)內(nèi)部供電及過江海水下輸電線。在電力線路中，電纜所占比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統(tǒng)的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產(chǎn)品，包括1-500kv以及以上各種電壓等級，各種絕緣的電力電纜。

2、由于電力電纜經(jīng)常處于各種復(fù)雜惡劣的環(huán)境中，隨著使用年限的增加，絕緣性能會逐漸降低，所以需要經(jīng)常對其進(jìn)行檢測。電纜的局部故障在初期是一種非常微弱的放電，隨著放電時間的增長、放電量的逐漸增大，會加速電纜的老化，是電纜故障的重要原因，檢測電纜的局部故障尤為重要。

3、現(xiàn)有的電纜故障檢測主要采用變頻串聯(lián)諧振試驗裝置進(jìn)行交流耐壓試驗，但該方法對電纜有一定的傷害進(jìn)而影響電纜使用壽命，因此，本申請?zhí)岢隽艘环N基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的
技術(shù)實現(xiàn)要素：
在于提供一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法及系統(tǒng)，主要解決了現(xiàn)有的電纜在長時間且復(fù)雜惡劣環(huán)境的使用下，容易出現(xiàn)故障，但其局部故障在初期難以被準(zhǔn)確定位的問題。

2、本發(fā)明提出了一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，包括以下步驟：

3、待測電纜連接振蕩波發(fā)生電路后上電并充電；

4、所述待測電纜切換至放電狀態(tài)，并檢測是否產(chǎn)生局部放電信號，若是則判斷電纜存在缺陷；

5、采集所述局部放電信號，通過單端法進(jìn)行故障定位。

6、優(yōu)選地，所述步驟采集所述局部放電信號，通過單端法進(jìn)行故障定位，包括：

7、采集所述局部放電信號h(t)并濾波得到濾波信號h`(t)；

8、擬合所述濾波信號h`(t)及振蕩波傳遞到檢測端的時間tx后得出二次振蕩波信號s`(t)；

9、對所述二次振蕩波信號s`(t)進(jìn)行包絡(luò)處理，確定極大包絡(luò)峰值，以及所述局部放電信號到達(dá)測量端的時間t1與所述局部放電信號到達(dá)電纜末端并反射回測量端的時間t2；

10、通過以下公式計算電纜故障點(diǎn)位置，

11、

12、其中，x為電纜故障點(diǎn)位置；l為電纜長度；v為局部放電信號的傳播速度；δt為t2與t1的差值。

13、優(yōu)選地，所述步驟得到二次振蕩波信號s`(t)，包括：

14、構(gòu)造系統(tǒng)諧振產(chǎn)生的雙指數(shù)振蕩衰減函數(shù)s(t)為，

15、s(t)＝a(e-1.31/ε-e-2.2t/ε)sin(2πfct)；

16、構(gòu)造振蕩波在電纜中的傳遞衰減函數(shù)y(t)為，

17、y(t)＝-1.5547e2+0.0337t+26.7024；

18、其中，a為包絡(luò)段極大值的幅值；ε為衰減常數(shù)；fc為振幅頻率；

19、擬合所述雙指數(shù)振蕩函數(shù)s(t)、傳遞衰減函數(shù)y(t)與振蕩波傳遞到檢測端的時間tx，分別擬合出到達(dá)檢測端的入射波和反射波的完整信號，得到二次振蕩波信號s`(t)。

20、優(yōu)選地，所述步驟對所述二次振蕩波信號s`(t)進(jìn)行包絡(luò)處理，確定極大包絡(luò)峰值，包括：

21、識別二次振蕩波信號s`(t)的所有極值點(diǎn)ri，并擬合形成包絡(luò)線f(t)；

22、采用最小二乘法如下，

23、

24、當(dāng)偏差δi平方和最小時，偏差為擬合曲線f(ti)和極值點(diǎn)ri的差，確定極大包絡(luò)峰值，以及最接近的峰值對應(yīng)的時間t1與t2。

25、優(yōu)選地，所述采集所述局部放電信號h(t)并濾波得到濾波信號h`(t)，包括：

26、對所述局部放電信號h(t)求取平均值，得到直流干擾

27、從所述局部放電信號h(t)減去平均值后得到濾除直流干擾數(shù)據(jù)的濾波信號h`(t)。

28、優(yōu)選地，所述振蕩波發(fā)生電路包括高壓直流電源、半導(dǎo)體開關(guān)、限流電阻r、諧振電感l(wèi)；

29、充電完成后電纜等效電容電壓等于恒流電壓源，

30、放電狀態(tài)下，可知當(dāng)前所述待測電纜中

31、其中，

32、得，

33、

34、解二階常系數(shù)相信齊次方程得，

35、

36、其中，

37、定義衰減系數(shù)諧振角頻率令α＜ω0，得所述限流電阻

38、優(yōu)選地，α＞ω0時，電路處于過阻尼狀態(tài)；

39、α＝ω0時，電路處于臨界阻尼狀態(tài)；

40、α＜ω0時，電路處于欠阻尼狀態(tài)，電容cx上產(chǎn)生振蕩波信號。

41、優(yōu)選地，令衰減諧振角頻率則電路欠阻尼狀態(tài)下，

42、帶入式中，結(jié)合電纜初始狀態(tài)，化簡得，

43、

44、在條件下，電纜兩端電壓呈振蕩波變化，其中計算得到振蕩波頻率f為，

45、

46、振蕩波衰減常數(shù)

47、本發(fā)明還提出了一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位系統(tǒng)，用于實現(xiàn)前述的方法，包括：

48、控制器，用于控制振蕩波發(fā)生電路的啟停；還用于計算獲取局部放電信號到達(dá)測量端的時間t1與所述局部放電信號到達(dá)電纜末端并反射回測量端的時間t2；還用于計算電纜故障點(diǎn)位置；還用于多次重復(fù)啟閉所述振蕩波發(fā)生電路，并檢測多次計算得出的所述電纜故障點(diǎn)位置是否一致。

49、由上可知，應(yīng)用本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以得到以下有益效果：

50、第一，本發(fā)明提出的電纜故障定位方法基于單端行波法，特別是針對反射行波波頭的正確識別，簡單易行，且有效抑制噪聲，進(jìn)而保證了故障點(diǎn)的準(zhǔn)確定位；

51、第二，本發(fā)明提出的電纜故障定位方法還適用于電纜絕緣狀態(tài)的檢測以及電纜高阻故障的檢測，其應(yīng)用范圍更廣，且適應(yīng)不同電纜故障原因并進(jìn)行檢測；

52、第三，本發(fā)明提出的電纜故障定位方法不局限于電纜的長度，針對長電纜線路與短電纜線路均適用。

技術(shù)特征：

1.一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于，所述步驟采集所述局部放電信號，通過單端法進(jìn)行故障定位，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于，所述步驟得到二次振蕩波信號sˋ(t)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于，所述步驟對所述二次振蕩波信號sˋ(t)進(jìn)行包絡(luò)處理，確定極大包絡(luò)峰值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于，所述采集所述局部放電信號h(t)并濾波得到濾波信號h`(t)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，其特征在于：

9.一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)運(yùn)行且實現(xiàn)權(quán)利要求1～8任一項所述的方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電纜故障定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于振蕩衰減檢測的電纜故障定位方法，包括以下步驟：待測電纜連接振蕩波發(fā)生電路后上電并充電；所述待測電纜切換至放電狀態(tài)，并檢測是否產(chǎn)生局部放電信號，若是則判斷電纜存在缺陷；采集所述局部放電信號，通過單端法進(jìn)行故障定位。本發(fā)明的提出解決了現(xiàn)有的電纜在長時間且復(fù)雜惡劣環(huán)境的使用下，容易出現(xiàn)故障，但其局部故障在初期難以被準(zhǔn)確定位的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王亞,暢國剛,許亮峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州戈虎達(dá)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21