[发明专利]一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：

通过电缆局部绝缘缺陷试验获取电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动信号，对所述的电压扰动信号进行统计分析；

对所述电压扰动信号的主要特征进行分析，得到不同特征参数的变化范围，并对电压扰动信号去噪后进行幅值转换以提取特征参数；其中，所述不同特征参数的变化范围用于检测电缆局部绝缘缺陷；

将所述电压扰动信号的特征参数用于电缆局部绝缘缺陷检测，先对电压扰动信号的阈值进行检测，判断其是否超出正常阈值，然后判断电压扰动信号的特征参数是否符合要求，并对下一个周期信号重复判断，以评估电缆局部绝缘缺陷的严重程度。

2.根据权利要求1所述的一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，电压扰动波形通过试验获取，试验的主要流程如下：

搭建电缆局部绝缘缺陷试验平台，对试验电缆制作人为局部绝缘缺陷，利用高压探头测量电缆的相对地电压，通过示波器采集并存储电压数据；

通过逐级升压的方式，观测示波器中电压波形的变化直至观测到电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动波形；重复试验获取电缆局部绝缘缺陷时电压扰动波形数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，对观测到的电压扰动波形进行统计分析，电缆局部绝缘缺陷在电压波形上形成的畸变扰动，其特征归纳如下：

1)畸变起始点发生在电压波形峰值前后，与峰值处距离ΔT，ΔT＝-0.1～+0.05；起始点为负表示发生在峰值前，起始点为正表示发生在峰值后；

2)畸变波形呈现不对称U形；

3)畸变波形跌落深度范围ΔU为0.1～0.9倍正常电压峰值；

4)U形畸变上叠加频率和幅值不等的高频振荡分量；

5)U形畸变持续时间Δt为1/8～1/4周波；

6)U形畸变在连续周期内出现则为严重局部绝缘缺陷；否则判定为一般局部绝缘缺陷。

4.根据权利要求3所述的一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，电压扰动信号需要预处理，以便提取扰动信号特征，具体包括：

根据所述测量到电缆的相对地电压，对采样信号进行低通滤波去除高频信号的干扰，通过卡尔曼滤波将瞬时电压转换为瞬时幅值变化，基于瞬时幅值变化提取电压扰动信号的特征：畸变波形跌落深度范围ΔU和U形畸变持续时间Δt。

5.根据权利要求4所述的一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，将所述电压扰动信号进行特征检测前，所述方法还包括：

基于单个工频周期电压扰动信号与前一个工频周期电压扰动信号进行比较，并计算两个信号差的平方和作为指标；当计算结果超过设定阈值时，进行电缆局部绝缘缺陷特征检测流程。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于暂态扰动特征的电缆缺陷检测方法，其特征在于，将电缆局部绝缘缺陷产生的电压扰动波形特征作为依据，对电压扰动信号进行检测，具体包括：

先判断电压扰动信号的电压畸变波形跌落深度范围ΔU是否在0.1～0.9倍正常电压峰值之间，当畸变信号满足条件时进行下一步判断；然后判断电压U形畸变持续时间Δt是否在1/8～1/4之间，满足条件则表明单个工频周期信号为电缆局部绝缘缺陷产生畸变信号；

对下一个采样周期数据进行判断，如连续周期都满足判定条件，则判断为严重的局部绝缘缺陷，否则为一般局部绝缘缺陷。