[发明专利]一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法

权利要求书

1.一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于，该故障测距方法为：通过设置在电缆两端的同步测量装置检测故障行波线模初始波头；利用VMD-Hilbert变换得到的时频图标定波头到达时刻；利用模极大值极性甄别经故障点反射的波头；利用波头到达时刻和已知的电力电缆线路长度推导得到故障点距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：以首端M点和末端N点分别表示电缆首末两端测量点，F点表示故障点；电力电缆线路发生故障后，分别提取首端M点与末端N点原始电流行波信号，然后对其进行相模变换，获得原始线模电流故障行波信号，分别记做其中下标M表示首端M点、下标N表示末端N点，上标(1)表示线模。

3.根据权利要求2所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：

获取首端M点与末端N点测得的原始线模电流行波信号利用变分模态分解将信号分解为一系列离散模态分量；

第一个模态分量中含有大量高频信号，对两端信号分解后得到的第一个模态分量分别进行Hilbert变换，得到相应的时间-频率关系图，标定时频图中的高频突变为故障初始波头到达M、N两端的时间分别记作

4.根据权利要求3所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：通过变分模态分解后第一个模态分量中各模极大值的极性甄别判断出经故障点反射到达M、N两端的行波波头，找出该波头对应的高频突变发生时刻分别记作

5.根据权利要求4所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：

将得到的波头到达时刻代入下列公式(1)、(2)

其中，L表示半波长线路全长。

6.根据权利要求5所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：

将得到的D_MF1、D_MF2代入下列公式(3)计算精确的故障距离端点M的距离D_MF；

7.根据权利要求3所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：电缆故障点线模初始波头到达时刻通过以下方法得到：对原始线模信号进行变分模态分解后，对首个模态分量进行Hilbert变换，在得到的时频图中，标定第一个高频突变时刻为初始波头到达时刻。

8.根据权利要求4所述的一种基于VMD-Hilbert变换的城市电力电缆双端故障测距方法，其特征在于：电缆故障点线模反射波头到达时刻通过以下方法得到：在第一个模态分量中的第N个模极大值极性首次与第一个模极大值极性相同，则在Hilbert变换后的时频图中，第N个高频突变对应的时刻即为故障点反射波头到达时刻。