一种电缆在线缺陷定位方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种电缆在线缺陷定位方法及设备，属于涉及电缆缺陷定位技术领域，用于解决目前的电缆在线检测技术存在定位盲区，信号衰减导致末端定位困难，定位效果仍有待提升的技术问题

【技术实现步骤摘要】
一种电缆在线缺陷定位方法及设备


[0001]本专利技术涉及电缆缺陷定位
，尤其是一种电缆在线缺陷定位方法及设备
。

技术介绍

[0002]随着社会建设的需要和配电网络的壮大，人们对于电能质量的要求日益提高
。
由于电缆深埋于地下，相较于架空线路，具有不影响城市美观且能够避免外界环境干扰的优势，目前已经广泛应用于城市配电网中
。
然而由于制造
、
敷设等过程中的不规范操作和电缆运行时复杂的运行工况，导致其绝缘性能会逐渐发生劣化，进而造成微小的局部缺陷
。
随着电缆运行时间的增加，在电场的作用下，局部缺陷会进一步发展成为故障
。
为了保证城市的供电安全，提高电缆运行年限，仅靠人工检修故障远远不能满足实际需求，应进行有效的电缆缺陷定位检测，保证持续可靠的电力供应
。
[0003]目前的电缆检测技术一直以离线检测技术为主，包括频域反射法，时频域反射法等，但由于其频率和运算速度的限制很难应用于在线检测中，因此需要对电缆进行区域性断电，进而确定故障位置，而断电不可避免的会造成较大的经济损失
。
而现有的在线监测技术中，扩展频谱时域反射法
(Spread Spec
‑
tral Time Domain Reflectometry
，
SSTDR)
对信号噪声免疫能力和定位精度都比较好
。
该方法通过向电缆输入一段
PN
序列与正弦信号调制的波形，根据行波反射和透射特性进行缺陷检测，信号输入后，缺陷位置会造成阻抗不匹配，引起信号的反射，通过采集反射信号并得到入射信号与反射信号之间的时间延时来进行定位
。
然而，目前扩展频谱时域反射法的技术仍然存在定位盲区的问题，以及信号衰减所带来的定位峰值幅值较低等问题，导致电缆末端缺陷定位困难，定位效果仍有待提升
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种电缆在线缺陷定位方法及装置，用于解决如下技术问题：目前的电缆在线检测技术存在定位盲区，信号衰减导致末端定位困难，定位效果仍有待提升
。
[0005]本专利技术采用下述技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种电缆在线缺陷定位方法，该方法包括：
[0007]根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线；
[0008]对所述原始定位曲线进行归一化处理，得到第一定位曲线；
[0009]对所述第一定位曲线进行平均能量算子优化，得到第二定位曲线；
[0010]根据所述第二定位曲线，确定所述测试电缆的缺陷位置
。
[0011]进一步地，在根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线之前，所述方法还包括：
[0012]将信号发生器的输出端口用
T
型接头分别链接在示波器与测试电缆上；
[0013]启动信号发生器，向所述测试电缆中注入
SSTDR
入射信号；
[0014]通过所述示波器，采集所述
SSTDR
入射信号，以及从测试电缆中得到的反射信号，
并将采集的入射信号与反射信号保存在计算机中
。
[0015]进一步地，根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线，具体包括：
[0016]在计算机中获取所述入射信号以及反射信号；
[0017]对所述入射信号与反射信号进行互相关运算，并将互相关运算的结果以曲线的形式进行展示，得到所述测试电缆的原始定位曲线
。
[0018]更进一步地，对所述入射信号与反射信号进行互相关运算，并将互相关运算的结果以曲线的形式进行展示，得到所述测试电缆的原始定位曲线，具体包括：
[0019]根据对所述入射信号与反射信号进行互相关运算；
[0020]其中，
R(t)
为互相关运算的结果，
s(t)
为所述入射信号，
s(t
‑
τ
)
为所述反射信号，
τ
为信号反射延迟时间，
t
表示第
t
时刻；
[0021]将互相关运算的结果
R(t)
，由离散信号转化为连续信号，得到原始定位曲线
R(n)
；其中，
n
为曲线上的点
。
[0022]进一步地，对所述原始定位曲线进行归一化处理，得到第一定位曲线，具体包括：
[0023]通过自定义的归一化定位函数，对所述原始定位曲线进行归一化处理，并将所述归一化处理的结果以曲线的形式进行展示，得到所述第一定位曲线
。
[0024]更进一步地，通过自定义的归一化定位函数，对所述原始定位曲线进行归一化处理，并将所述归一化处理的结果以曲线的形式进行展示，得到所述第一定位曲线，具体包括：
[0025]根据自定义的归一化定位函数：对所述原始定位曲线进行归一化处理；
[0026]其中，
C(t)
为归一化处理的结果，
R(t)
为所述原始定位曲线的表达式，
τ
为信号反射延迟时间，
T
s
为入射信号的周期；
[0027]将所述归一化处理的结果
C(t)
，由离散信号转化为连续信号，得到第一定位曲线
C(n)
；其中，
n
为曲线上的点
。
[0028]进一步地，对所述第一定位曲线进行平均能量算子优化，得到第二定位曲线，具体包括：
[0029]通过平均能量算子，对所述第一定位曲线进行优化，以增强定位点的能量信号；
[0030]根据优化结果以及所述原始定位曲线，确定所述第二定位曲线
。
[0031]更进一步地，通过平均能量算子，对所述第一定位曲线进行优化；根据优化结果以及所述原始定位曲线，确定所述第二定位曲线，具体包括：
[0032]根据
ψ
[C(n)]＝
(C2(n)
‑
C(n+1)C(n
‑
1))*sign(R(n))
，对所述第一定位曲线进行平均能量算子优化；
[0033]其中，
ψ
[C(n)]为平均能量算子优化的结果，
R(n)
为所述原始定位曲线；
C(n)
为第
n
时刻的第一定位曲线，
C(n+1)
为第
n+1
时刻的第一定位曲线，
C(n
‑
1)
为第
n
‑1时刻的第一定位曲线；
[0034]根据得到第二定位曲线
F(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线；对所述原始定位曲线进行归一化处理，得到第一定位曲线；对所述第一定位曲线进行平均能量算子优化，得到第二定位曲线；根据所述第二定位曲线，确定所述测试电缆的缺陷位置
。2.
根据权利要求1所述的一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，在根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线之前，所述方法还包括：将信号发生器的输出端口用
T
型接头分别链接在示波器与测试电缆上；启动信号发生器，向所述测试电缆中注入
SSTDR
入射信号；通过所述示波器，采集所述
SSTDR
入射信号，以及从测试电缆中得到的反射信号，并将采集的入射信号与反射信号保存在计算机中
。3.
根据权利要求1所述的一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，根据向测试电缆中输入的入射信号以及采集的反射信号，确定所述测试电缆的原始定位曲线，具体包括：在计算机中获取所述入射信号以及反射信号；对所述入射信号与反射信号进行互相关运算，并将互相关运算的结果以曲线的形式进行展示，得到所述测试电缆的原始定位曲线
。4.
根据权利要求3所述的一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，对所述入射信号与反射信号进行互相关运算，并将互相关运算的结果以曲线的形式进行展示，得到所述测试电缆的原始定位曲线，具体包括：根据对所述入射信号与反射信号进行互相关运算；其中，
R(t)
为互相关运算的结果，
s(t)
为所述入射信号，
s(t
‑
τ
)
为所述反射信号，
τ
为信号反射延迟时间，
t
表示第
t
时刻；将互相关运算的结果
R(t)
，由离散信号转化为连续信号，得到原始定位曲线
R(n)
；其中，
n
为曲线上的点
。5.
根据权利要求1所述的一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，对所述原始定位曲线进行归一化处理，得到第一定位曲线，具体包括：通过自定义的归一化定位函数，对所述原始定位曲线进行归一化处理，并将所述归一化处理的结果以曲线的形式进行展示，得到所述第一定位曲线
。6.
根据权利要求5所述的一种电缆在线缺陷定位方法，其特征在于，通过自定义的归一化定位函数，对所述原始定位曲线进行归一化处理，并将所述归一化处理的结果以曲线的形式进行展示，得到所述第一定位曲线，具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵先军，穆海宝，杨勇，曲兰青，曹俊平，谢成，邹星宇，李特，王振国，陶瑞祥，姜凯华，赵琳，林浩凡，何坚，马钰，张恬波，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：