[发明专利]用于探测和定位地下线缆中的缺陷的装置和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题通常涉及地下线缆，并且更具体地，涉及用于探测和定位地下线缆中的缺陷的装置和方法。

背景技术

地下线缆使得电能够从发电站传播到住宅用户和商业用户。线缆包括导体和绝缘，电流在该导体中流动，该绝缘包围导体以阻止电流流到导体的外部。线缆绝缘可随着时间的过去而退化，并且变得有故障，造成诸如局部放电的缺陷。局部放电指的是在绝缘的击穿期间或当电流在线缆和另一绝缘体之间形成电弧时可能生成的在线缆中的电流突变。拖延的局部放电可进一步侵蚀线缆绝缘，以及导致绝缘彻底击穿，或者完全的线缆失效。

可期望监测地下线缆以探测诸如局部放电的缺陷，以便防止绝缘彻底击穿或完全的线缆失效。当线缆被监测时，可在完全击穿发生之前发现缺陷。可修理或更换线缆以消除缺陷。一些监测系统可探测缺陷存在；然而，这样的监测系统可能无法确定能发现缺陷的线缆上的精确位置。有了精确的缺陷位置，可简化修理线缆或更换线缆的任务。因此，存在对能探测和精确地定位地下线缆中的缺陷的装置和/或方法的需要。

发明内容

根据一个实施例，提供用于确定线缆中的绝缘缺陷位置的方法。该方法包括在数据采集系统处接收来自第一传感器的第一信号，以及使用第一信号来运算信号特征的第一集合。该方法还包括接收使用来自第二传感器的第二信号运算出的信号特征的第二集合，以及从信号特征的第一集合和信号特征的第二集合运算导出特征的集合。该方法包括在导出特征的集合上执行主成分分析以产生第一主成分，以及比较第一主成分与预定的阈值，以确定绝缘缺陷是否存在。

根据另一实施例，一个或多个机器可读存储介质具有在其上编码的应用指令。应用指令包括用于接收来自第一传感器的第一信号的指令，和用于使用第一信号来运算信号特征的第一集合的指令。应用指令还包括用于接收使用来自第二传感器的第二信号运算出的信号特征的第二集合的指令，和用于从信号特征的第一集合和信号特征的第二集合运算导出特征的集合的指令。应用指令包括用于在导出特征的集合上执行主成分分析以产生第一主成分的指令，和用于比较第一主成分与预定的阈值以确定绝缘缺陷是否存在的指令。

根据进一步的实施例，提供用于探测线缆中的绝缘缺陷的装置。该装置包括外壳，设置在外壳中且包括存储在其中的可运行应用指令的存储器装置，以及设置在外壳中且配置成运行存储在存储器装置中的应用指令的处理器。应用指令包括用于接收来自第一传感器的第一信号的指令，用于使用第一信号来运算信号特征的第一集合的指令，以及用于接收使用来自第二传感器的第二信号运算出的信号特征的第二集合的指令。应用指令还包括用于从信号特征的第一集合和信号特征的第二集合运算导出特征的集合的指令，用于在该导出特征的集合上执行主成分分析以产生第一主成分的指令，以及用于比较第一主成分与预定的阈值以确定绝缘缺陷是否存在的指令。

附图说明

当参照附图来阅读以下的详细描述时，本发明的多种特征、方面和优点将变得更好理解，贯穿附图相同的标号代表相同的部分，在附图中：

图1是包括用于探测地下线缆中的绝缘缺陷的监测系统的电网系统的一实施例的概略图；

图2是从数据采集系统的一实施例的概略图，该从数据采集系统可包括在图1的监测系统中，并且可用来确定信号特征；

图3是主数据采集系统的一实施例的概略图，该主数据采集系统可包括在图1的监测系统中，并且可用来运算局部放电的位置；

图4是从数据采集系统的一实施例的框图，该从数据采集系统可包括在图1的监测系统中，并且可用来运算累积小波能量；

图5是主数据采集系统的一实施例的框图，该主数据采集系统可包括在图1的监测系统中，并且可用来运算绝缘缺陷的位置；

图6是分析模块的一实施例的流程图，该分析模块可包括在图4或图5的数据采集系统中，并且可用来运算累积小波能量；以及

图7是用于确定地下线缆中的绝缘缺陷的位置的方法的一实施例的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明的一个或多个具体实施例进行描述。为了致力于提供对这些实施例的简明描述，在说明书中可能不会对实际实现的所有特征进行描述。应当意识到的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多特定于实现的决策来达到开发者的具体目的，诸如服从系统相关的约束及商业相关的约束，其可随不同的实现而改变。此外，应当意识到的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对受益于本公开的普通技术人员来说，这种开发工作将是设计、生产和制造的例行任务(routine undertaking)。