[发明专利]一种基于Hilbert-Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于Hilbert‑Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位系统及方法，属于电缆检测领域。本发明包括线缆电流传感器、护套环流传感器、护套电压传感器、数据处理装置、下位机处理器、中控室计算机系统、无线传输装置、电缆自动切除装置、运行状态显示屏。本发明通过克拉克变换提取三相电流的暂态量的α模分量并根据小波变换中Hilbert‑Huang变换法得到小波变换极值点捕捉发生故障时刻，结合行波测距原理即可完成对故障点较为精准定位，将故障点位置锁定在一定范围内并切除故障段电缆，再由运行维护人员在故障位置附近范围内对电缆进行低压脉冲反射实验找出故障点精确位置，及时消除故障恢复系统稳定。

技术领域

本发明涉及一种基于Hilbert-Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位系统及方法，属于电缆检测技术领域。

背景技术

近年来，城市地下综合管廊得到人们高度重视，它不仅节约用地、美观，还避免敷设和维修地下管线时频繁挖掘道路，减少对交通和居民出行造成影响及施工成本。随着城市的不断发展，地下综合管廊敷设的电缆越来越多，越来越长。电缆在运行过程中不可避免发生故障，由于埋设在地下，故障点的位置也很难较快探测出来，延误抢修时间，对工矿企业生产和人民生活造成不良影响。国内外研究人员一直关注如何准确、快速、经济地找出故障点，迅速排除故障，及时恢复供电。

常用的电缆故障定位方法，往往是采取停电检查，这种方式费时费力，如果能根据电缆故障时暂态信号特征来判断电缆故障类型及故障位置，将可以大大提高故障检测的速度和精度，减少停电时间，对运行维护具有十分重要的意义。当然，通过对检测信号的分析能较为准确判断故障位置，精确地将故障定位还需要结合低压脉冲实验来发现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对城市综合管廊输电电缆缺乏精准故障位置判断，提供基于Hilbert-Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位系统及方法，本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于Hilbert-Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位系统，所述系统包括线缆电流传感器、护套环流传感器、护套电压传感器、数据处理装置、下位机处理器、中控室计算机系统、无线传输装置、电缆自动切除装置和运行状态显示屏；

所述线缆电流传感器、护套环流传感器和护套电压传感器用于检测电缆运行实时状态并得到状态信号，所述数据处理装置为数据处理单元模块，所述数据处理单元模块用于对所述状态信号进行预处理并得到预处理信号，所述下位机处理器用于对所述预处理信号进行精处理并得到精处理信号，所述中控室计算机系统用于对所述精处理信号进行算法处理并得到运行状态，所述无线传输装置用于传输所述状态信号、预处理信号和精处理信号，所述电缆自动切除装置用于自动将电缆切除，所述运行状态显示屏显示所述运行状态；所述中控室计算机系统包括电缆线路在线诊断系统和传感器组实时监控系统。

上述方案的进一步改进在于：所述装置还包括脉冲发生装置、脉冲接受与分析装置，所述脉冲发生装置、脉冲接受与分析装置用于脉冲实验的信号发生与分析。

一种基于Hilbert-Huang变换的地下综合管廊电缆故障检测定位方法，包括如下步骤：

步骤1：所述线缆纤芯电流传感器、护套环流传感器和护套电压传感器检测电缆运行实时状态并得到状态信号，无线传输装置将状态信号依次传递至数据处理装置、下位机处理器和中控室计算机系统，所述中控室计算机系统计算出运行状态；

步骤2：所述中控室计算机系统判断所述运行状态，如果运行状态异常执行步骤3；如果电缆线路运行状态正常则进入步骤1；

步骤3：运行状态异常时，通过故障定位方法，捕捉发生故障时刻，通过所述故障时刻估算出故障点的大致故障位置,，电缆自动切除装置根据所述故障位置切除故障段电缆；