[发明专利]一种电缆绝缘缺陷识别及定位方法以及系统

权利要求书

1.一种电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，方法包括：

向待测电缆注入阶梯增加的频率信号；

从注入位置采集对应每个频率信号的电压信号和电流信号；

根据所述阶梯增加的频率信号以及每个频率信号对应的所述电压信号和电流信号，获取待测电缆的阻抗谱；

根据获取到的阻抗谱识别待测电缆是否存在绝缘缺陷以及定位缺陷位置。

2.根据权利要求1所述的电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，所述的获取待测电缆的阻抗谱包括：

根据每个频率信号对应的电压信号和电流信号，确定每个频率信号对应的阻抗信号；

根据阶梯增加的频率信号所对应的所有阻抗信号，获取反应阻抗信号与频率之间的关系的阻抗谱。

3.根据权利要求1所述的电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，所述的根据获取到的阻抗谱识别待测电缆是否存在绝缘缺陷以及定位缺陷位置包括：

将待测电缆的阻抗谱进行积分变换，获得表征电缆传播系数随电缆位置变化的待测电缆的距离状态函数；

将待测电缆的距离状态函数与参考电缆的距离状态函数进行比较得到诊断函数，若诊断函数在某个位置处的变化超过阈值，则确定该位置存在局部损伤。

4.根据权利要求3所述的电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，方法还包括再对待测电缆进行检测之前，获取参考电缆的距离状态函数；

其中，所述的获取参考电缆的距离状态函数具体包括：

向参考电缆注入阶梯增加的频率信号；

从注入位置采集对应每个频率信号的电压信号和电流信号；

根据所述阶梯增加的频率信号以及每个频率信号对应的所述电压信号和电流信号，获取参考电缆的阻抗谱；

将参考电缆的阻抗谱进行积分变换，获得表征电缆传播系数随电缆位置变化的参考电缆的距离状态函数。

5.根据权利要求3所述的电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，方法还包括再对待测电缆进行检测之前，获取参考电缆的距离状态函数；

所述的获取参考电缆的距离状态函数具体包括：基于以下算式计算的得到参考电缆的阻抗谱：将参考电缆的阻抗谱进行积分变换，获得表征电缆传播系数随电缆位置变化的参考电缆的距离状态函数；

算式中，Z_h(w)为参考电缆的阻抗谱，Z_L为负载阻抗，Z₀为参考电缆在正常状态下的特征阻抗，Γ_L为负载端的反射系数，γ为参考电缆的传播系数，l为电缆总长度；其中，Z₀和γ可根据参考电缆的电阻R(ω)、电感L(ω)、电导G(ω)、电容C(ω)计算得到：

其中，r_c和r_s分别为电缆芯线的导体半径以及金属屏蔽层内半径，δ_c和δ_s分别为芯线与金属屏蔽层的趋肤深度，γ_c和γ_s分别为相应的电导率，μ₀为真空磁导率，ε_e为电缆复合绝缘等效复介电常数。

6.根据权利要求1所述的电缆绝缘缺陷识别及定位方法，其特征在于，向电缆注入的频率信号是施加到电缆绝缘导体与屏蔽层之间或施加到多芯电缆导体之间，电缆为空载状态、输出短路状态或带负载状态；注入的频率信号的频率范围为0.1Hz-10GHz，频率信号阶梯增加的步长范围为1Hz-10MHz。

7.一种电缆绝缘缺陷识别及定位系统，其特征在于，包括：

信号注入模块，用于向电缆注入阶梯增加的频率信号；

信号采集模块，用于从注入位置采集对应每个频率信号的电压信号和电流信号；

阻抗谱获取模块，用于根据所述阶梯增加的频率信号以及每个频率信号对应的所述电压信号和电流信号，获取电缆的阻抗谱；

缺陷识别定位模块，用于根据获取到的阻抗谱识别电缆是否存在绝缘缺陷以及定位缺陷位置。