【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，属于电缆故障定位领域。
技术介绍
1、电缆在城市配网及新能源输电系统中起着关键性作用，电缆的可靠性对于电网的安全稳定有着重要意义。电缆在安装及长期运行的过程中易受到温度、湿度、机械力、化学腐蚀等多方面因素的影响，发生绝缘缺陷及故障，进而导致严重的电力事故。因此，对电缆进行绝缘诊断及故障定位尤为关键。
2、目前电缆故障的定位方法存在以下两个方面的缺陷：(1)测试频率区间覆盖范围大，行波电压信号衰减较为严重，定位准确度低。(2)现有定位方法的定位图谱中的定位峰值附近易产生剧烈振荡，易对定位图谱中产生干扰峰。因此，研究新的电缆故障定位方法是十分必要的。
技术实现思路
1、针对目前电缆故障的定位方法存在定位准确度低、定位峰值附近易产生剧烈振荡的问题，本专利技术提供一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法对电缆进行故障定位。利用本专利技术中定位算法可以减小定位峰值附近的振荡区间，降低振荡峰值。依靠多频段区间定位诊断函数可有效阻隔电缆发生故障时产生的涟漪振荡，提高定位精度，实现对电缆故障位置的精准定位。
2、本专利技术所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，该方法包括以下步骤：
3、步骤s1：获取方波激励信号作为电缆故障的激励信号源；
4、步骤s2：获取方波激励下的基波频段内的反射系数谱；
5、步骤s3：将反射系数谱进行离散化处理，根据谐波分解将基波
6、步骤s4：构建基于反射系数谱的电缆故障定位函数；
7、步骤s5：获取完好电缆的反射系数谱，确定完好电缆的定位函数；
8、步骤s6：将由步骤s4获得的基于反射系数谱的多频段区间定位函数、步骤s5获得的完好电缆反射系数谱的定位函数与故障电缆反射系数谱定位函数作比值，得到基于反射系数谱的电缆故障诊断函数，通过寻找故障诊断函数曲线的突变点，实现电缆故障定位。
9、优选地，步骤s1中，通过对非正弦信号进行傅里叶变换，获取方波信号的时域信号作为激励信号源，表达式为：
10、
11、式中，ω为角频率，τ为时间常数，udc为直流侧电压幅值，2n-1为谐波个数，i为谐波次数，i＝1,2,...,2n-1。
12、优选地，步骤s2中获取方波激励下的基波频段内的反射系数谱的过程为：
13、激励信号源入射被测电缆中，实时获取对应的响应信号，根据激励信号和响应信号获取被测电缆的输入阻抗，进而获取反射系数，根据连续采集的数据获取电缆反射系数谱。
14、优选地，步骤s3中全频段的反射系数谱的获取过程为：
15、首先，对得到的基波频率下的反射系数谱按照等频法进行离散化处理，得到的第i次谐波下的离散频率点个数m：
16、
17、式中，fmin为基波扫频起始频率，fmax为基波扫频终止频率，△f为基波频率间隔；
18、基波第k个离散点的反射系数的表达式为：
19、
20、式中，γh(k)为基波频带下第k个离散频率点下的完好电缆的传播常数，k＝1,2,...,m；γf(k)为基波频带下第k个离散频率点下的故障电缆的传播常数,γf(k)为基波频带下反射系数的幅值，γp(k)为基波频带下反射系数的相位，l为被测电缆长度；
21、将离散后的基波频带下反射系数按照谐波特性在每个离散频率点下进行延拓，得到所需的全频段下的反射系数谱
22、
23、式中，γf(k,i)为第i次谐波频段下第k个离散点反射系数的幅值；m为第i次谐波频段下离散点的数量；
24、γp(k,i)为第i次谐波频段下第k个离散点反射系数的相位；
25、为第i次谐波频段下扫频起始频率，为第i次谐波频段下扫频终止频率，δfi为第i次谐波频段下频率间隔。
26、优选地，步骤s4中基于反射系数谱的电缆故障定位函数由全频段下的反射系数谱从频域转换导空间域获得：
27、
28、式中，x为故障点位置坐标，故障点与激励信号源入射点的距离；
29、k(i,k,x)为核心函数，且
30、式中，γh(i,k)为第i次谐波频段下第k个离散频率点下的完好电缆的传播常数。
31、优选地，第i次谐波频段下第k个离散频率点下的完好电缆的传播常数γh(i,k)按下式获取：
32、
33、式中，r0为单位长度的分布电阻，ω为角频率，l0为单位长度的分布电感，g0为单位长度的分布电导，c0为单位长度的分布电容，第i次谐波频段下第k-1个离散频率点频率。
34、优选地，步骤s5中完好电缆的定位函数的获取方法为下述三种方式任意一种：
35、方式一、在新电缆投入使用前，测量反射系数谱作为完好电缆的反射系数谱；
36、方式二、通过测量相同类型的完好电缆获得完好电缆的反射系数谱；
37、方式三、参考电缆结构尺寸或制造商提供的参数规范，预先计算电缆的单位长度参数，获得电缆的传播系数，而后根据特征阻抗和传播系数，计算完好电缆的反射系数谱；
38、将完好电缆反射系数谱从频域转换到空间域，获取完好电缆的定位函数dh(x)。
39、优选地，步骤s6中电缆故障定位的获取过程为：
40、故障诊断函数d(x)按下式获取：
41、
42、寻找故障诊断函数曲线的突变点作为故障点，进而获取故障点位置实现电缆故障定位。
43、优选地，还包括以下步骤：
44、步骤s7：利用定位误差优化率评价定位精度；
45、定位误差优化率δ按下式获取：
46、
47、式中，xt为传统ifft定位结果，xo为多频段区间定位结果，xd为激励信号输入端起始故障位置点。
48、本专利技术的有益效果：根据本专利技术所述的一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，利用本专利技术中定位算法，减小了测试频率区间，增大了激励信号的幅值，减小了定位峰值附近的振荡区间，降低了振荡峰值。相比于传统定位方法，依靠多频段区间定位诊断函数可有效阻隔电缆发生故障时产生的涟漪振荡，提高定位精度，实现对电缆故障位置的精准定位。因此，对电缆的运维测试与设备安全运行具有重要意义。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤S1中，通过对非正弦信号进行傅里叶变换，获取方波信号的时域信号作为激励信号源，表达式为：
3.根据权利要求2所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤S2中获取方波激励下的基波频段内的反射系数谱的过程为：
4.根据权利要求1所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤S3中全频段的反射系数谱的获取过程为：
5.根据权利要求4所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤S4中基于反射系数谱的电缆故障定位函数由全频段下的反射系数谱从频域转换导空间域获得：
6.根据权利要求5所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，第i次谐波频段下第k个离散频率点下的完好电缆的传播常数γh(i,k)按下式获取：
7.根据权利要求1或5所述一种基于反射系数谱
8.根据权利要求7所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤S6中电缆故障定位的获取过程为：
9.根据权利要求1所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤s1中，通过对非正弦信号进行傅里叶变换，获取方波信号的时域信号作为激励信号源，表达式为：
3.根据权利要求2所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤s2中获取方波激励下的基波频段内的反射系数谱的过程为：
4.根据权利要求1所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤s3中全频段的反射系数谱的获取过程为：
5.根据权利要求4所述一种基于反射系数谱的多频段区间的电缆故障定位方法，其特征在于，步骤...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。