一种基于传递函数法的电力电缆故障定位方法

摘要

本发明公开了一种基于传递函数法的电力电缆故障定位，具体包括：传递函数法采用多次输入电压信号获得电力电缆的故障信息，包括校准信号与测试信号，分别利用信号与信息处理的相关技术求校准线路等效模型的传递函数，将原始脉冲作为等效模型中的输入信号，将反射脉冲作为输出信号，可求得等效模型的传递函数。已知波速及电缆的长度，从而可以确定电缆的故障位置。这种方法对故障信息进行处理成本低,实施方便,而且通过相应的算法可以实现精确的定位。

主权项

一种基于传递函数法的电力电缆故障定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：通过测量装置从电力电缆的一端输入校准脉冲信号获取校准脉冲信号的校准原始脉冲与校准反射脉冲，求出校准模型的校准传递函数；S2：结合已保存的校准信号对电力电缆进行测试，通过测量装置从电力电缆的一端输入不同电压等级的测试脉冲信号获取测试脉冲信号的测试原始脉冲与测试反射脉冲，求出测试模型的测试传递函数；与此同时需选取最佳的校准信号，选择方法：根据测试脉冲信号对应的局部放电量的最大值a，从所有的校准信号（b1,b2,……bn）中选取|bi‑a|最小值对应的校准信号bi即为最佳的校准信号；S3：确定测试反射脉冲的波形函数，查找与测试原始脉冲匹配的测试反射脉冲；S4：根据测试原始脉冲与测试反射脉冲之间的时间差确定故障位置；所述的步骤S1中的求出校准模型的校准传递函数的步骤包括：S1‑1用零点检测法，提取出校准原始脉冲对应的时间序列r(t)作为校准模型的输入信号，提取出校准反射脉冲对应的时间序列f(t)作为校准模型的输出信号；S1‑2作拉普拉斯变换得到f(t),r(t)的拉普拉斯变换F(S)与R(S)；S1‑3求出校准模型的传递函数L(s)=F(s)/R(s)，L(S)即为同等局部放电量下信号传输2L电缆长度对应的校准传递函数；所述的步骤S2中的求出测试模型的测试传递函数步骤包括：S2‑1、加压：采集不同电压等级对应的测试脉冲信号并保存，与此同时需选取最佳的校准信号；S2‑2提取出各测试原始脉冲对应的时间序列R’(t)，并作拉普拉斯变换得到R’(S)；S2‑3确定测试模型的测试传递函数：由故障位置产生的测试脉冲信号函数为X（S），X(S)传输了L‑x，对应的传递函数为A(S)；X(S)传输了2L‑x，对应的传递函数为B(S)，根据A（S）与B(S)与L（S）的关系求出测试模型的测试传递函数： F , ( s ) / R , ( s ) = B ( s ) / A ( s ) = AL ( S ) + C BL ( S ) + D 其中A、B、C、D的确定需通过实验方法得到，不同的电缆对应的值有所不同；所述的步骤S3步骤包括：S3‑1确定测试反射脉冲的波形函数：已知测试原始脉冲的波形函数和测试模型的测试传递函数，可求得测试反射脉冲的拉普拉斯变换F’(S)，进行反拉普拉斯变换即可求得测试反射脉冲的波形函数f’(t)；S3‑2查找相应的反射脉冲：在距原始脉冲2L的波形范围内进行匹配，且查找到的反射脉冲f(t)需满足以下要求：Σ|f(t)‑f’(t)|2＜δ。