[发明专利]长距离高压电缆故障程度检测方法及装置

权利要求书

1.一种长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据现场情况，确定频域入射信号的相关参数，并采用频域反射法，得到电缆故障定位曲线；

根据所述频域入射信号的相关参数，对其进行时频变换得到时域等效入射信号；

根据电缆结构参数及各层材料的特征参数，计算得到单一频率正弦线性扫频入射信号在电缆中传播的衰减特性参数；

根据所述衰减特性参数和所述频域入射信号的相关参数，得到一定传播距离下衰减后的频域响应信号；

对所述频域响应信号进行时频变换，得到在一定传播距离下衰减后的时域等效响应信号；

根据所述时域等效入射信号和所述时域等效响应信号，确定电缆故障定位补偿曲线；

基于所述电缆故障定位曲线和所述电缆故障定位补偿曲线，确定电缆故障诊断曲线；

根据所述电缆故障诊断曲线的峰值点的幅值，确定电缆故障的严重程度。

2.如权利要求1所述的长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，所述根据现场情况，确定频域入射信号的相关参数，并采用频域反射法，得到电缆故障定位曲线，具体包括以下步骤：

根据现场情况，确定FDR测试的频域入射信号的相关参数；

基于所述频域入射信号的相关参数的环境下，采用矢量网络分析仪测量得到电缆首端的复反射系数频谱；

对所述复反射系数频谱进行时频转换及加窗处理，得到电缆故障定位曲线。

3.如权利要求2所述的长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，所述频域入射信号的相关参数包括正弦线性扫频入射信号的幅值、正弦线性扫频入射信号的角频率间隔、测试中心角频率和测试点数；

且，所述频域入射信号表示为：

其中，F[ω_c+nΔω]为频域入射信号，A为正弦线性扫频入射信号的幅值，Δω为正弦线性扫频入射信号的角频率间隔，N为测试点数，ω_c为测试中心角频率；

则，所述根据所述频域入射信号的相关参数，对其进行时频变换得到时域等效入射信号，具体为：

根据所述正弦线性扫频入射信号的幅值、所述测试中心角频率和所述测试点数，采用以下公式得到时域等效入射信号：

其中，f(t)为时域等效入射信号。

4.如权利要求3所述的长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，所述根据电缆结构参数及各层材料的特征参数，计算得到单一频率正弦线性扫频入射信号在电缆中传播的衰减特性参数，具体为：

通过以下公式获得所述电缆传播的衰减特征参数：

其中，α(ω)为衰减特性参数，Z_ω为角频率为ω时的电缆单位长度的等效分布阻抗，Y_ω为角频率为ω时的电缆单位长度的等效分布导纳。

5.如权利要求4所述的长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，所述根据所述衰减特性参数和所述频域入射信号的相关参数，得到一定传播距离下衰减后的频域响应信号，具体为：

通过以下公式获得频域响应信号：

其中，F'[ω_c+nΔω]为频域响应信号，l为正弦线性扫频入射信号在电缆中传播的距离，α(ω_c+nΔω)为角频率为(ω_c+nΔω)的正弦线性扫频入射信号在电缆传播时的衰减特性参数。

6.如权利要求5所述的长距离高压电缆故障程度检测方法，其特征在于，所述对所述频域响应信号进行时频变换，得到在一定传播距离下衰减后的时域等效响应信号，具体为：

通过以下公式计算得到时域等效响应信号：

其中，f'(t)为时域等效响应信号，W(ω_c+nΔω)为加窗处理时所选取的窗函数，W₀为窗函数的尺度因子。