一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法技术

本发明专利技术提供一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，构造两组相互正交的编码脉冲串，将编码脉冲串分别分配给故障电缆的近端和远端采用高压闪络法使故障电缆的故障点处于燃弧状态，在故障电缆的首尾两端设置行波检测装置以及GPS模块；在故障电缆近端和远端同时发送不同的编码脉冲串，并记录故障电缆中传播的本地信号，直至到达结束时间；采用对端的编码脉冲串对本地信号进行预测，并保存预测的残差信号；将故障电缆近端和远端的编码脉冲串与各自的残差信号做互相关，并计算得到反射信号与发射信号的时间差；根据时间差计算得到故障电缆的故障点位置，有效提高时宽带宽积，可以消除电缆两端的检测盲区，提高电缆的检测准确率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法


[0001]本专利技术涉及电缆故障定位
，特别涉及一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法。

技术介绍

[0002]电力传输中的电缆在经受外力作用受损或长时间使用老化后均会出现故障，故障发生在电缆上时，准确且快速地找到故障发生位置显得尤为重要。目前最常用的方法是单端定位法，也被称为单端行波测距法，其原理是：利用行波波速不变的特性，记录下暂态行波第一次到达测量端的时间、返回故障点经过第一次反射后到达测量端的时间，再利用公式计算出故障位置。
[0003]现有的单端定位方法存在以下两点不足：
[0004](1)采用单端定位方法时，对于发生在靠近发射端的故障点，由于反射时间短，会形成一定的盲区，影响定位的结果，对于发生在十分远离发射端的故障点，由于行波自身的衰减特性，反射回来的信号会十分微弱，这也会影响定位的精度。
[0005](2)使用单端定位时，会向电缆中注入一个脉冲，该脉冲在电缆故障点处附加功率的作用下，会出现接近光速的电压和电流波，但是每次测试发射的测试脉冲持续时间较短，时宽带宽积不能达到最佳值，这个反射波在线缆中传输时容易受到其他噪声的干扰。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术提出一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，通过在故障电缆两端发射相互正交的编码脉冲串，可以消除故障电缆两端的检测盲区，提高电缆的检测准确率。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，包括以下步骤：
[0009]步骤S1、构造两组相互正交的编码脉冲串，将编码脉冲串分别分配给故障电缆的近端和远端；
[0010]步骤S2、采用高压闪络法使故障电缆的故障点处于燃弧状态，在故障电缆的首尾两端设置行波检测装置以及GPS模块；
[0011]步骤S3、在故障电缆近端和远端同时发送不同的编码脉冲串，并记录故障电缆中传播的本地信号，直至到达结束时间；
[0012]步骤S4、采用对端的编码脉冲串对本地信号进行预测，并保存预测的残差信号；
[0013]步骤S5、将故障电缆近端和远端的编码脉冲串与各自的残差信号做互相关，并计算得到反射信号与发射信号的时间差；
[0014]步骤S6、根据时间差计算得到故障电缆的故障点位置。
[0015]优选的，所述步骤S1的具体步骤为：
[0016]步骤S11、确定两组持续时间为l、长度为k的相互正交的编码脉冲；
[0017]步骤S12、将步骤S11中的每组的k个编码脉冲拼接成编码脉冲串；
[0018]步骤S13、将编码脉冲串分别记为X1和X2，并分别分配给故障电缆的近端和远端。
[0019]优选的，所述步骤S11中的编码脉冲所满足的正交条件为：对于两个信号x(x1,x2,x3,
…
,x
n
)和y(y1,y2,y3,
…
,y
n
)，若存在则认为上述两个信号为正交信号，其中ρ
xy
为互相关函数。
[0020]优选的，所述步骤S12中的编码脉冲串的长度不超过L/v，其中L为故障电缆的长度，v为电磁波在电缆中的传播速度。
[0021]优选的，所述步骤S3的结束时间t
end
≥max(T,3L/v)，其中T为燃弧状态的持续时间。
[0022]优选的，所述步骤S4的具体步骤包括：
[0023]步骤S41、获取本地信号的前N阶自相关矢量A以及本地信号与对端编码脉冲串的前N阶互相关矢量C，其中N为FIR滤波器的阶数；
[0024]步骤S42、将前N阶自相关矢量A扩展为N*N的toeplitz矩阵Q；
[0025]步骤S43、计算FIR滤波器的单位脉冲响应h＝Q
‑1C；
[0026]步骤S44、用FIR滤波器对本地信号进行滤波，并获得预测的残差信号Y1和Y2。
[0027]优选的，所述步骤S5将故障电缆近端和远端的编码脉冲串与各自的残差信号做互相关的计算公式为：
[0028][0029][0030]其中R1(τ)为近端的互相关计算公式，R2(τ)为远端的互相关计算公式，X1和X2为编码脉冲串，Y1和Y2为残差信号，τ为时延。
[0031]优选的，所述步骤S5中计算反射信号与发射信号的时间差的计算公式为：
[0032][0033]优选的，所述步骤S6的计算公式为：
[0034][0035]其中v为电磁波在电缆中的传播速度，t为步骤S5计算得到的反射信号与发射信号的时间差。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0037]本专利技术提供了一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，在故障电缆的两端同时发送正交的编码脉冲串，并采用自适应抵消来消除对端投射波的影响，有效的提高了时宽带宽积，可以消除故障电缆两端的检测盲区，提高电缆的检测准确率。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1为本专利技术的一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法的流程图。
具体实施方式
[0040]为了更好理解本专利技术
技术实现思路
，下面提供一具体实施例，并结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0041]参见图1，本专利技术提供的一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，包括以下步骤：
[0042]步骤S1、构造两组相互正交的编码脉冲串，将编码脉冲串分别分配给故障电缆的近端和远端；
[0043]所述步骤S1的具体步骤为：
[0044]步骤S11、确定两组持续时间为l、长度为k的相互正交的编码脉冲；
[0045]上述编码脉冲组中的两个信号均需要满足一定的正交条件：对于两个信号x(x1,x2,x3,
…
,x
n
)和y(y1,y2,y3,
…
,y
n
)，若存在其中ρ
xy
为互相关函数，则认为上述两个信号为正交信号，其中对于数字编码取值只能为0或1，即上述信号x、y由数字0、1组成。
[0046]步骤S12、将步骤S11中的每组的k个编码脉冲拼接成编码脉冲串；
[0047]其中编码脉冲串的长度不超过L/v，L为故障电缆的长度，v为电磁波在电缆中的传播速度，
[0048]步骤S13、将编码脉冲串分别记为X1和X2，并分别分配给故障电缆的近端和远端。
[0049]步骤S2、采用高压闪络法使故障电缆的故障点处于燃弧状态，在故障电缆的首尾两端设置行波检测装置以及GPS模块；
[0050]当电缆发生故障时，对电缆进行等效电路分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、构造两组相互正交的编码脉冲串，将编码脉冲串分别分配给故障电缆的近端和远端；步骤S2、采用高压闪络法使故障电缆的故障点处于燃弧状态，在故障电缆的首尾两端设置行波检测装置以及GPS模块；步骤S3、在故障电缆近端和远端同时发送不同的编码脉冲串，并记录故障电缆中传播的本地信号，直至到达结束时间；步骤S4、采用对端的编码脉冲串对本地信号进行预测，并保存预测的残差信号；步骤S5、将故障电缆近端和远端的编码脉冲串与各自的残差信号做互相关，并计算得到反射信号与发射信号的时间差；步骤S6、根据时间差计算得到故障电缆的故障点位置。2.根据权利要求1所述的一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：步骤S11、确定两组持续时间为l、长度为k的相互正交的编码脉冲；步骤S12、将步骤S11中的每组的k个编码脉冲拼接成编码脉冲串；步骤S13、将编码脉冲串分别记为X1和X2，并分别分配给故障电缆的近端和远端。3.根据权利要求2所述的一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，其特征在于，所述步骤S11中的编码脉冲所满足的正交条件为：对于两个信号x(x1，x2，x3，...，x
n
)和y(y1，y2，y3，...，y
n
)，若存在则认为上述两个信号为正交信号，其中ρ
xy
为互相关函数。4.根据权利要求2所述的一种基于长测试脉冲的电缆故障双端定位方法，其特征在于，所述步骤S12中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏程，冯杰，孟春旅，孙源，陈泰谷，陈俞伊，田泽伟，冯井普，陈运锐，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司乐东供电局，
类型：发明
国别省市：