[发明专利]一种GIS终端电缆故障在线测距方法

权利要求书

1.一种GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

在GIS终端电缆两端分别安装电流传变装置，同步采集所述GIS终端电缆两端三相护套的故障电流行波信号；

采用数字滤波方法滤除采集到的所述故障电流行波信号中的白噪声、脉冲噪声和高频振荡噪声；

消除经滤波后的所述故障电流行波信号中的外模量干扰信号和内模量干扰信号；

采用多尺度小波变换法或者导数法获取所述故障电流行波信号突变点所对应的采样点序列；

通过辨别初始行波、滤除小干扰行波、识别故障点反射波和推测故障点反射波的方式识别所述故障电流行波信号；

根据上述识别结果进行测距。

2.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，在所述同步采集所述GIS终端电缆两端三相护套的故障电流行波信号的步骤中，采用基于罗氏线圈原理的穿芯式电流传感器传变三相电缆护套接地线的故障电流行波信号。

3.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，所述采用数字滤波方法滤除采集到的所述故障电流行波信号中的白噪声、脉冲噪声和高频振荡噪声的步骤，包括以下步骤：

采用圆形结构元素的交替混合滤波器滤除所述故障电流行波信号中的白噪声；

采用三角形结构元素的交替混合滤波器滤除所述故障电流行波信号中的脉冲噪声和高频振荡噪声。

4.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，所述采用多尺度小波变换法或者导数法获取所述故障电流行波信号突变点所对应的采样点序列的步骤，包括以下步骤：

利用高斯小波或者三次B样条小波进行小波变换，并在尺度为2、4、8上进行多尺度分析，获取各尺度的模极大值点；

以小波变换后最低尺度的分析结果判断通过小波变换能否检测到模极大值最大的初始行波；

根据所述判断结果，如果通过小波分析能够检测到两端故障行波信号的初始行波，则采纳小波分析的结果，并从最高尺度往最低尺度检测得到最低尺度上电缆两端故障行波信号突变点所对应的采样点序列；

根据所述判断结果，如果通过小波分析不能检测到两端故障行波信号的初始行波，则采用求导数的方法将前后两个采样点的数值进行差分，记录定时采样时间段内局部最大差分值及其所对应的采样点，并把这些采样点所对应时刻确定为行波到达检测端的时刻，以获得电缆两端故障行波信号突变点所对应的采样点序列。

5.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，所述识别所述故障电流行波信号的步骤，包括以下步骤：

以检测到的突变点绝对值最大的采样点为初始行波到达时刻对应的采样点S₁和T₁，如果在突变点序列中有其他采样点位于S₁和T₁之前，则判断这些位于S₁和T₁之前的采样点为干扰行波对应的采样点并将其舍弃；

根据初始行波突变值绝对值选取阈值，滤除能量值在所述阈值以下的干扰行波，得到两端故障信号突变点的新序列；

利用以电缆线芯及其护套为回路的内模量行波速度、电缆总长以及行波到达检测端时刻之间的数学关系识别故障点反射波到达时刻S₂和T₂。

6.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，所述识别所述故障电流行波信号的步骤，包括如下采用突变值特征识别故障点反射波的步骤：

排除由母线等效电容的充放电效应使行波到达该母线后其突变值符号在一段时间内发生翻转而引起的干扰行波；

将突变点检测过程中绝对值仅次于初始行波的突变点确定为故障点反射波到达两端时所对应的采样点。

7.根据权利要求1所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，在所述根据上述识别结果进行测距的步骤中，采用D型双端测距法或者A型单端测距法进行测距。

8.根据权利要求7所述的GIS终端电缆故障在线测距方法，其特征在于，所述根据上述识别结果进行测距的步骤，包括以下步骤：

如果行波采集装置的GPS工作正常且电缆两端的故障初始行波对应的采样点均能准确识别，则采用D型双端测距法来计算故障点到电缆两端的距离；

如果行波采集装置的GPS工作正常，但通过小波分析法和求导数法均不能检测到某端电流信号中初始行波，则利用另一端电流信号进行分析并采用A型测距法进行故障定位；

如果行波采集装置的GPS工作不正常，或者未能同时识别两端信号中的初始行波或故障点反射波，则选取能够识别初始行波一端的行波信号进行行波识别并采用A型单端测距法进行故障定位。