[发明专利]一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法、装置及系统

说明书

本发明属于电缆故障定位领域，涉及一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法、装置及系统；所述方法包括一路参考信号发送至示波器的第一通道；另一路测试信号通过T连接器发送至待测电缆，在待测电缆的故障点处产生反射信号，将反射信号与待测电缆中的噪声返回至T连接器后，与测试信号混叠成叠加信号，并发送至示波器的第二通道；计算第一通道与第二通道所接收信号的互相关熵；将互相关熵进行傅里叶变换，得到相关熵谱；将频域加权后的相关熵谱进行傅里叶反变换，得到加权后的相关熵；从相关熵中通过峰值检测确定电缆故障的相关峰时延，根据信号在电缆中的传输速度计算出发生电缆故障的位置。本发明可在脉冲噪声环境下实现准确的故障定位。

技术领域

本发明属于电缆故障定位领域，涉及一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法、装置及系统。

背景技术

随着社会的快速发展，电力电缆被广泛的应用在各行各业中，占据了重要的地位。然而，受到自然和各种人为的干扰，电缆出现故障的几率也大大增加，这将对电力系统的正常运行带来很大的隐患，甚至造成严重的经济损失，因此，如何在电缆出现故障时快速的确定故障位置，对恢复电力系统的正常运行有重大意义。

时域反射法因为其测量简便、上手简单、无需建立测量模型等特点而成为电缆故障定位的主要方法之一。基于相关计算的反射测量法作为时域反射法的一种类型，其测试信号具有白噪声均值为零、相关性良好等特点，可以对电缆进行在线检测，且具有一定的抗噪能力。目前，符合该类型的测试信号有伪随机序列、扩频伪随机序列以及混沌信号等。

在实际的电力电缆中，往往充斥着大量的脉冲噪声，此时，使用基于相关计算的反射测量法进行故障定位，会使得其性能严重下降，甚至完全失效，这将严重影响电缆的故障定位。原因主要是因为传统的相关计算是一种基于二阶统计量的时延估计算法，而脉冲噪声不能用二阶统计量来描述，因此，传统的基于二阶统计量的方法都不能在脉冲噪声环境下适用。近年来，相关熵的概念被提出，并推出了最大相关熵准则，形成了比较完备的理论体系。相关熵与相关函数的全局相似性不同，是具有局部相似性的方法，对脉冲噪声具有抑制作用。

现有的电缆故障定位技术方案中，主要是将具有类噪声特性、相关性良好的信号作为测试信号发送到待测电缆中，在故障点会产生反射信号，接收到反射信号后与测试信号进行互相关计算，互相关计算公式为R(τ)＝E[x(t)y(t+τ)]，可以在不同的时延τ处比较测试信号(x(t))和反射信号(y(t+τ))的相似性，当时延τ等于两信号之间的时延d时，互相关计算出现尖锐的相关峰值。然后将计算得到的互相关函数进行峰值检测，根据峰值所在的时延，和电缆中信号传输的速度，可以计算出故障点的距离。

但上述现有技术方案存在的问题是：反射信号和测试信号进行的互相关计算是一种基于二阶统计量的时延估计算法，但是二阶统计量并不能对于脉冲噪声并不适用，因此，该方法的性能在脉冲噪声环境下会严重下降，甚至完全失效。

发明内容

为了解决现有的电缆故障定位技术在脉冲噪声环境下性能严重降低，甚至失效的问题，因此，本专利将基于相关熵发明一种脉冲噪声环境下的故障定位方案，该方案在基于相关法的反射测量法的基础上，结合相关熵的局部相似性对脉冲噪声进行抑制，实现了脉冲噪声环境下的故障定位。具体的，本发明解决上述技术问题，采用了一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法、装置及系统，该方法、装置及系统在脉冲噪声环境下仍然具有较高的精度。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种脉冲噪声环境下的电缆故障定位方法，所述方法包括：

信号源经过功分器产生两路信号；

一路信号作为参考信号发送至示波器的第一通道；

另一路信号作为测试信号通过T连接器发送至待测电缆，在待测电缆的故障点处产生反射信号，将反射信号与待测电缆中的噪声叠加，返回至T连接器后，与T连接器处的测试信号混叠生成叠加信号，将叠加信号发送至示波器的第二通道；