[发明专利]用于单芯电缆故障定位的排查方法

说明书

本发明涉及用于单芯电缆故障定位的排查方法，属于电力故障排查技术领域。本发明包括如下步骤：在电缆出现故障时，采用Karenbauer变换对电缆的三相暂态参数进行解耦运算，得到线模行波信号L；对线模行波信号L进行差分和变换DTS运算，获得差分和信号D，并定位差分和信号D中的奇异点；对差分和信号D进行SVD降噪处理，并获得降噪后的差分和信号D；采用通用阈值法对降噪后的差分和信号D进行阈值量化处理，量化后获得线模行波信号L首波奇异点时刻；根据获得的线模行波信号L首波奇异点时刻，采用双端行波定位方法，分别计算出故障点F距离电缆两端点的长度。本发明提出的方法具有较强的抗噪能力且定位精度较高，能够满足实际工程需要。

技术领域

本发明属于电力故障排查技术领域，尤其是涉及用于单芯电缆故障定位的排查方法。

背景技术

电力电缆因其安全、可靠、维护工作量小、通信容量大、使用寿命长、敷设方式美观等优点，逐步在电力系统中得到广泛应用，特别在用电需求量大、供电质量要求高、交通拥堵的城市电网中电缆化程度不断提高。虽电力电缆较架空线故障几率低，但因其一般埋于地下，故障后位于盲区，如何快速、准确、经济地定位电缆故障，对电缆线路运行维护、故障解除、保证电网持续可靠供电具有重要意义。

目前对于电力电缆故障测距的方法有很多，但是很多还处于研究阶段，20世纪70年代到21世纪初，国外学者先后采用过电桥法、低压脉冲反射法、直流分量法、电桥法、电介质损耗法以及二次脉冲法等方法对电缆故障的进行诊断监测，但是检测精度差强人意。

现有电缆在线故障定位方法按原理可分为行波法和阻抗法。行波法因其不受故障类型、线路长度和过渡电阻等因素影响在电缆故障定位中得到广泛应用，行波法定位的关键是精确检测出行波的奇异点。目前常用的奇异点检测法有小波变换(WT)、希尔伯特黄变换(HHT)和变分模态分解(VMD)等方法。WT的困难在于小波基函数选择且其会影响Lipschitz指数相同信号的奇异点检测效果，从而影响定位精度。HHT通过经验模态分解(EMD)将信号分为固有模态函数(IMF)，但EMD易造成模态混叠现象，导致奇异点检测失败。VMD虽克服了模态混叠，但检测的奇异点位置在不同的分解层下会发生偏移。此外，电力电缆运行情况复杂且考虑到采集装置存在固有缺陷、传输通道易受外界环境干扰等因素，故实际采集的行波信号会不可避免的引入噪声，会严重影响奇异点的检测。

因此，设计一种具有较强的抗噪能力且定位精度较高的用于单芯电缆故障定位的排查方法，就显得十分必要。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中，由于电力电缆运行情况复杂且考虑到排查故障装置存在固有缺陷、传输通道易受外界环境干扰等因素，现有的电缆在线故障定位方法在实际采集的行波信号会不可避免的引入噪声，会严重影响检测精度的问题，提供了一种具有抗噪能力且定位精度高的用于单芯电缆故障定位的排查方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于单芯电缆故障定位的排查方法，包括如下步骤：

步骤一，在电缆出现故障时，采用Karenbauer变换对电缆的三相暂态参数进行解耦运算，得到线模行波信号L；

步骤二，对线模行波信号L进行差分和变换DTS运算，获得差分和信号D，并定位差分和信号D中的奇异点；

步骤三，对差分和信号D进行SVD降噪处理，并获得降噪后的差分和信号D；

步骤四，采用通用阈值法对降噪后的差分和信号D进行阈值量化处理，量化后可知差分和信号D中第一个模极大值点为首波的奇异值点位置，并获得线模行波信号L首波奇异点时刻；

步骤五，根据获得的线模行波信号L首波奇异点时刻，采用双端行波定位方法，分别计算出故障点F距离电缆两端点的长度。

可选的，步骤二中所述差分和变换DTS运算，还包括如下步骤：