[发明专利]基于声波测温的电缆故障定位方法

权利要求书

1.基于声波测温的电缆故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电缆夹具靠近电缆的侧面设置多个安装部，用于安装多个PVDF传感器，并将所述电缆夹具安装在待测电缆上；

基于电声脉冲原理，利用脉冲电源给所述待测电缆施加脉冲，所述待测电缆内部产生振动声波，利用多个所述声波传感器捕获声波信号并转换为电压信号；

将所述电压信号发送给信号处理电路进行处理；

采集存储所述信号处理电路处理后的信号；

移动电缆夹具每隔预设距离进行重复测量直至待测电缆末端；

根据所述待测电缆的内部结构搭建结构模型，计算出所述声波在所述待测电缆内部预设区域的介质声速；

根据所述介质声速计算所述待测电缆内部预设区域的温度，结合所述结构模型得到所述待测电缆的内部温度场；

从所述温度场中找出温度在正常温度范围外的异常温度，确定所述异常温度所对应的区域，所述异常温度所对应的区域即为故障发生点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设距离为0.5-2m。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电缆夹具上安装的所述声波传感器的个数为4-8个。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声波传感器为聚偏氟乙烯传感器。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲电源通过阻抗匹配电路与所述待测电缆连接。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用示波器接收所述信号处理电路处理后的信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号处理电路为信号放大器。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述介质声速与所述预设区域的温度的关系式为：

其中，v为介质声速；T为待测电缆预设区域的温度；E₀为待测电缆的初始杨氏模量；η为待测电缆的杨氏模量温度系数；ρ为待测电缆的密度；σ为待测电缆的泊松比。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，通过最小二乘法或径向基函数神经网络法与插值算法对所述声速和温度进行处理，所述插值算法为克里金插值法或三次样条插值算法。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将待测电缆内部横截面区域分成n个子区域，假设在每个子区域内介质声速是均匀分布的，用b_i表示第i个子区域介质声速的倒数，用ΔL_im表示第m条声波预设路径穿过第i个子区域的长度，其中，m＝1，2，...，y，y为预设路径总数，则声波在第m条预设路径上传播的理论时间为用c_m表示声波在第m条预设路径上传播时间的测量值，则t_m和c_m之间的误差为：令

则总误差为ε＝C-LB，根据划分的测量区域得到L，则介质声速的倒数的最小二乘解为