一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法及系统，包括：根据高频信号中的暂态电流信号得到时域特征；对高频信号进行小波分解后得到小波能量分布特征；根据时域特征和小波能量分布特征构建高频信号的识别规则；根据识别规则得到的高频信号类型判断故障类型。基于高频信号时域特征和小波能量分布特征相结合的高频信号识别方法，并基于高频信号的识别结果进行电缆故障的诊断，有效提高电缆的供电可靠性和安全稳定运行。缆的供电可靠性和安全稳定运行。缆的供电可靠性和安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法及系统


[0001]本专利技术涉及故障诊断
，特别是涉及一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着国民经济的发展，电力电缆作为输送电能的工具，在电力系统中起到了越来越重要的作用。与架空线路相比，电力电缆在运行时大都埋在地下，具有节省地面空间、安全性较好等优点。但是随着电缆线路在电力系统中的广泛应用，由电缆线路绝缘劣化等原因引起的各种故障对电力系统的安全稳定运行产生很大影响。
[0004]专利技术人认为，电力电缆在实际运行过程中，不可避免地会发生各种各样的故障，有些故障是瞬时性故障，虽然没有引起保护跳闸，但存在着很大的安全隐患，甚至最终会导致永久性的短路故障；而有些故障是永久性的短路故障，一旦发生会引起停电事故，对电力系统运行和经济社会发展带来严重影响。为保证电缆线路的安全可靠运行，及时掌握电缆线路的运行状态，对电缆线路存在的故障隐患和短路故障进行准确判断分析，对保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法及系统，基于高频信号时域特征和小波能量分布特征相结合的高频信号识别方法，并基于高频信号的识别结果进行电缆故障的诊断，有效提高电缆的供电可靠性和安全稳定运行。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，包括：
[0008]根据高频信号中的暂态电流信号得到时域特征；
[0009]对高频信号进行小波分解后得到小波能量分布特征；
[0010]根据时域特征和小波能量分布特征构建高频信号的识别规则；
[0011]根据识别规则得到的高频信号类型判断故障类型。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断系统，包括：
[0013]第一处理模块，被配置为根据高频信号中的暂态电流信号得到时域特征；
[0014]第二处理模块，被配置为对高频信号进行小波分解后得到小波能量分布特征；
[0015]信号识别模块，被配置为根据时域特征和小波能量分布特征构建高频信号的识别规则；
[0016]故障诊断模块，被配置为根据识别规则得到的高频信号类型判断故障类型。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上
并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
[0018]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]由于电缆线路在局部放电、故障、开关操作以及雷击等情况下，电缆线路上都会出现突变及短时冲击的高频暂态信号，而这些高频信号中蕴含着丰富的信息，本专利技术通过分析电缆线路上的高频信号特征，判断高频信号产生的原因，从而获得电缆线路运行状态，实现对电缆线路的故障诊断，解决了如何对电力电缆上的高频信号进行识别和故障诊断，从而及时发现存在的故障隐患和故障告警的问题。
[0021]本专利技术提出的基于高频信号时域特征和小波能量分布特征相结合的高频信号识别方法，并基于高频信号的识别进行故障诊断和判断电缆的运行状态，对于提高电缆的供电可靠性和安全稳定运行具有重要意义。
[0022]本专利技术的电力电缆故障诊断方法可以有效识别出不同种类的高频信号，并根据高频信号的种类得到电缆线路的故障诊断结果，且识别与故障诊断结果不受故障处过渡电阻、高频信号发生初始角、故障发生距母线距离等因素的影响，可对于电缆线路多种高频信号进行识别与区分，方法简单、准确，易于工程实现。
[0023]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0025]图1为本专利技术实施例1提供的基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例1提供的10kV系统模型图；
[0027]图3(a)
‑
3(e)为本专利技术实施例1提供的局部放电信号、短路故障信号、非故障性雷击信号、故障性雷击信号、断路器开关合闸信号的不同高频信号波形图；
[0028]图4(a)
‑
4(b)为本专利技术实施例1提供的局部放电信号和故障性雷击信号的初始波波形图；
[0029]图5(a)
‑
5(d)为本专利技术实施例1提供的短路故障信号、开关合闸信号、非故障性雷击信号、故障性雷击信号的不同高频信号小波能量分布图。
具体实施方式：
[0030]下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0031]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，本实施例提供一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，包括：
[0036]S1：根据高频信号中的暂态电流信号得到时域特征；
[0037]S2：对高频信号进行小波分解后得到小波能量分布特征；
[0038]S3：根据时域特征和小波能量分布特征构建高频信号的识别规则；
[0039]S4：根据识别规则得到的高频信号类型判断故障类型。
[0040]在本实施例中，通过ATP
‑
EMTP电磁暂态仿真程序获得电缆线路多种高频信号的时域特征，利用小波能量分析不同种类高频信号的小波能量分布特征，采用时域特征与小波能量分布特征相结合的方法，构建不同种类高频信号的识别判据，并根据识别结果得到电缆线路故障诊断结果。
[0041]如图2所示为本实施例在ATP
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，包括：根据高频信号中的暂态电流信号得到时域特征；对高频信号进行小波分解后得到小波能量分布特征；根据时域特征和小波能量分布特征构建高频信号的识别规则；根据识别规则得到的高频信号类型判断故障类型。2.如权利要求1所述的一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，所述高频信号包括局部放电信号、短路故障信号、非故障性雷击信号、故障性雷击信号和断路器开关合闸信号。3.如权利要求1所述的一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，根据预设的暂态分量长度提取高频信号的高频暂态分量，根据高频暂态分量得到高频信号中的暂态电流信号。4.如权利要求1所述的一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，所述小波分解包括：将高频信号分解为细节部分和大尺度逼近部分，将大尺度逼近部分进一步分解，以此重复得到任意尺度上的逼近部分和细节部分。5.如权利要求1所述的一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，所述高频信号的识别规则包括：根据时域特征对高频信号进行一次分类，得到局部放电信号和其他高频信号的分类结果，根据小波能量分布特征对其他高频信号进行二次分类。6.如权利要求5所述的一种基于高频信号识别的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，所述根据时域特征对高频信号进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥清，黄凯，王建训，于洋，郝洪民，孙乾，姚树汾，刘文安，吕东飞，张云舰，王宁，车仁飞，孙冲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：