[发明专利]基于自相关-小波模极大值分析的电缆局部放电定位方法

说明书

本发明公开了一种基于自相关‑小波模极大值分析的电缆局部放电定位方法，属于电力系统领域，其步骤包括：1、采集并初步处理局部放电信号；2、提取局部放电入射波‑反射波脉冲数据段；3、对步骤2中的入射波‑反射波脉冲数据段进行自相关处理，提取入射波与反射波的波前时间差的估计值dN；4、对步骤3中的入射波‑反射波脉冲数据段进行N层小波分解、重构，提取各层小波重构信号的最大值点作为入射波波前位置，之后以步骤（3）自相关分析得到的入射波与反射波的波前时间差的估计值dN作为参照，提取反射波小波模极大值时刻，计算入射波和反射波波前时间差，计算局部放电点位置。本发明的优点是定位精度高、抗干扰能力强。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及电力系统信号处理应用技术，具体涉及一种基于自相关-小波模极大值分析的电缆局部放电定位方法。

背景技术

电力电缆在城市配电网中已经得到广泛应用，但是电力运行部门急需了解电力电缆的绝缘状况以保障供电安全性和可靠性。局部放电是电力电缆发生绝缘故障的先兆，因此有效检测局部放电并对放电点进行准确定位是提高电缆安全运行的一种重要途径。

时域反射技术（又称TDR）是近十年来发展起来的测量技术，被广泛应用于线路测长及故障定位。局部放电信号在电缆中产生后，一路沿着电缆向采集端传播，定义为入射波；另一路沿着反方向传播到电缆终端后反射回采集端，定义为反射波。应用TDR方法进行局部放电点定位，其测量精度依赖于对局部放电信号入射波及反射波波前到达时间的准确判断。

相关法是检测波形波前的常用方法，能够从淹没在噪声信号或者其他无关信号中找到信号两部分或两个信号之间的相互关系，判别其相似性，并对信号特征进行检测和提取。但是，局部放电在电缆中传播，高频分量衰减严重，导致反射波脉冲上升沿变缓，波形发生了明显畸变，因此采用相关法进行定位尤其对于长距离电缆，势必会导致较大误差。小波变换具有在时域和频域表征信号局部特性等性质，采用小波变换模极大值法检测反射波信号的波前到达时间在一定程度上降低了局部放电信号波形衰减带来的误差。但是局部放电信号中一般包含较大能量的噪声，噪声信号的小波模极大值会严重干扰对局部放电的准确定位。

因此，单纯采用相关法和小波变换模极大值法均不能达到较好的定位效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种定位精度高、抗干扰能力强的检测电力电缆局部放电并对放电点进行准确定位的方法，主要是采用自相关法与小波变换模极大值法相结合进行电缆局部放电定位的方法。

本发明所采用的技术方案如下：

（1）采集并初步处理局部放电信号：

通过布置在电缆一端的局部放电检测装置采集电缆中的局部放电信号，经滤波放大后，由局部放电检测装置中的高速数字采集卡将模拟信号转换成数字信号，最后保存处理后的局部放电信号为局部放电数据；

所述局部放电检测装置包括局部放电耦合电容Ck、局部放电检测阻抗Zm、信号滤波器、信号放大器和数据采集装置；所述局部放电耦合电容Ck的一端接在测试电缆的线芯上，其另一端和局部放电检测阻抗Zm串联后接地，所述信号滤波器的输入端接在局部放电检测阻抗Zm两端，所述信号滤波器的输出端经信号放大器接入数据采集装置的输入端，所述数据采集装置的输出端接外部的控制主机；所述测试电缆的线芯接高压电源，其屏蔽层两端接地。所述数据采集装置为高速数字采集卡。所述高压电源为局部放电测试电压产生单元总称，可为交流电压源、超低频电压源、振荡波电压源等；所述高压为电力行业的一个常用语，高压电源一般指电压可输出数kV甚至数百kV的电源，常用于高压试验。

（2）提取局部放电入射波-反射波脉冲数据段：

对步骤（1）中采集到的局部放电数据进行滤波处理后，设定阈值，提取出包含局部放电信号的完整入射波和反射波数据的局部放电入射波-反射波脉冲数据段；所述设定阈值需超过反射波幅值而低于入射波幅值；