[发明专利]一种基于电缆首端阻抗谱的电缆末端负载分析方法和装置

说明书

本发明涉及一种基于电缆首端阻抗谱的电缆末端负载分析方法和装置，包括：将阻抗分析仪的输出端口连接至测试电缆的线芯以及金属屏蔽层；测试电缆末端依次分别接纯阻性负载、多个特定阻抗角负载和实际待测负载，在各类负载情况下，利用阻抗分析仪对测试电缆入射扫频信号，采集得到测试电缆末端连接各类负载所对应的多个阻抗谱数据；计算机对多个阻抗谱数据进行绘图，得到各类负载情况下的阻抗幅值谱波形和阻抗相位谱波形；将实际待测负载的阻抗谱波形与纯阻性负载下的阻抗谱波形进行对比，根据对比结果确定实际待测负载的阻抗谱振荡峰值的偏移情况，并根据偏移情况确定实际待测负载为容性还是感性。本发明能够快速有效地判定电缆末端负载的性质。

技术领域

本发明涉及电缆末端负载性质判断技术领域，具体涉及一种基于电缆首端阻抗谱的电缆末端负载分析方法和装置。

背景技术

由于配电电缆的占地面积小、电气和机械性能强，它能够保证电能传输的稳定性，在城市电能运输过程中具有重大意义。随着城市化进程的发展，电缆线路在电力的传输与配送系统中占据了越来越大的比重。到目前为止，国网公司在运配网电缆线路长度已逾55万公里，城市电缆化率已达57.1％。电缆的正常运行直接关系到社会经济的发展和供电的安全性、可靠性，因此电缆的缺陷与故障检测和末端负载情况判断变得尤为重要。

传统方法判断负载是感性、容性还是纯阻性，通常需要检测流过负载的电压、电流之间的相位差，而且最少需要1/4个信号周期才能判别出来。目前判断负载性质的方法还有基于模糊模式识别对负载电流波形数据进行分析的方法，即获取并研究负载电流波形，对波形采用傅里叶变换等数学手段进行分析，最后用模糊模式方法识别负载性质。但此种方法需采集负载端的电流波形，同时需对波形进行FFT等数学变换，较为复杂且无法得到负载阻抗角的范围。另外还有小波分析法、基于神经网络的负载识别法等，但这些方法都有其局限性：小波分析法中选取不同的小波和不同的分解层次，对识别结果会有较大的影响，但目前仍没有任何理论指明在实际问题中小波函数及分解层次的具体选法，只能通过实验完成；基于神经网络的负载识别法在技术实现上还不够成熟，有待于进一步完善、提高，以保证其使用的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于电缆首端阻抗谱的电缆末端负载分析方法和装置，能够快速有效地判定电缆末端负载性质和阻抗角范围。

为实现上述目的，本发明提出一种基于电缆首端阻抗谱的电缆末端负载分析方法，包括如下步骤：

将阻抗分析仪的输出端口连接至测试电缆的线芯以及金属屏蔽层；

测试电缆末端依次分别接纯阻性负载、多个特定阻抗角负载和实际待测负载，在各类负载情况下，利用所述阻抗分析仪对所述测试电缆入射扫频信号，采集得到所述测试电缆末端连接各类负载所对应的多个阻抗谱数据；

所述计算机对所述多个阻抗谱数据进行绘图，得到各类负载情况下的阻抗幅值谱波形和阻抗相位谱波形；

将所述实际待测负载的阻抗谱波形与所述纯阻性负载下的阻抗谱波形进行对比，根据对比结果确定所述实际待测负载的阻抗谱振荡峰值的偏移情况，并根据所述偏移情况确定所述实际待测负载为容性还是感性。

优选地，所述纯阻性负载的阻值与所述测试电缆的特征阻抗值不同。

优选地，所述多个特定阻抗角负载的特定阻抗角分别为±30°、±45°、±60°。

优选地，所述根据所述偏移情况确定所述实际待测负载为容性还是感性，包括：

若所述实际待测负载的阻抗谱振荡峰值相较于所述纯阻性负载有所超前，则所述实际待测负载为容性；若所述实际待测负载的阻抗谱振荡峰值相较于所述纯阻性负载有所滞后，则所述实际待测负载为感性。

优选地，所述方法还包括：