[发明专利]一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法

说明书

本发明属于电缆无损检测技术领域，涉及一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，测量电缆首端的实测阻抗幅值谱，对实测阻抗幅值谱进行希尔伯特变换得到阻抗幅值谱的虚部，构造复数阻抗幅值谱并进行快速傅里叶变换，然后归一化处理，得到问题段电缆距离首末两端的距离；根据问题段电缆导体的电阻值计算问题段电缆导体电导率变化或半径缩小的程度，分别计算电导率变化或半径缩小情况下的理论阻抗幅值谱，并提取极大值点的阻抗模值作为特征向量，分别计算实测阻抗幅值谱与理论阻抗幅值谱的特征向量偏差均值，根据偏差均值判断是导体材质问题还是导体半径缩小问题。本发明解决了电缆中间段导体质量问题难以研判与定位的难题。

技术领域

本发明涉及一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，属于电缆无损检测技术领域。

背景技术

随着配电网电缆化率逐年提高，电缆用量越来越大，电缆厂家生产的电缆质量参差不齐，而电缆导体作为电缆的核心部件，成本占比高，质量问题犹为突出。目前，一般通过截取端部电缆测量导体直流电阻来判断导体材质是否合格，但是抽检一般只能反映所检测的这一段样品的质量情况。目前，部分制造厂家为规避质量检测，端部使用质量合格、截面达标的铜导体，在电缆中间段却采用铝导体（即“以铝代铜”）、或者减少单线根数（即“两头粗、中间细”）的手段方式降低成本，常规检测无法发现此类问题。

近两年来，现有方法只能剖开电缆再截取样品进行检查和测试，现有技术无法通过无损的方式诊断电缆中间段导体质量问题及严重程度。若解剖电缆的位置不准确，将给问题查找带来麻烦，也必然影响电缆后续的使用，造成严重的浪费。

CN104133155B 公开了一种电缆局部缺陷诊断方法，方法包括(1 )提取待测电缆在完好情况下的固有传播系数；(2)测量待测电缆首端的输入阻抗幅值或相位频谱；(3)构建反映待测电缆沿线传播系数变化情况的沿线特性诊断函数；(4)寻找沿线特性诊断函数的尖峰值点，该尖峰值点所处位置即为缺陷所在位置，峰值越高说明缺陷越严重。该方法需要相同长度相同型号的电缆作为对比，需要大量的基础数据，较难获得的，且其得到的电缆状态诊断曲线中存在干扰峰，导致缺陷定位存在较大的误差。同时，定位方法是直接对测量所得到的数据进行积分变换得到定位曲线，这样的方法应用对象是实数阻抗幅值谱，但是对于实数直接应用傅里叶变换会出现正频率和负频率部分，这样会导致负频率的干扰，导致判断错误，尤其是电缆长度不明确的情况下。另外现有判断缺陷的严重程度只达到定性程度，不能普遍适用于各类缺陷，也无法判断缺陷性质。最后，该方法需要测量同类型无故障电缆的末端开路和短路时的阻抗，操作较为麻烦。

因此，现有技术难以对电缆中间段导体的质量问题进行有效的诊断、定位和原因研判，不能有效指导检测工作的开展。

发明内容

本发明的目的是，针对电缆中间段导体以铝代铜、截面缩小等质量问题难以研判和准确定位的问题，本发明提出一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法。

本发明针对电缆中间段导体质量问题难以研判与定位的实际问题，采用的技术方案是：一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，在分析电缆中间段导体质量问题时的阻抗幅值谱的基础上，测量电缆首端的实测阻抗幅值谱，对实测阻抗幅值谱进行希尔伯特变换得到阻抗幅值谱的虚部，虚部与实测阻抗幅值谱进行结合得到复数阻抗幅值谱，对复数阻抗幅值谱进行快速傅里叶变换，并进行归一化，得到归一化定位幅值曲线，分别得到问题段电缆距电缆首端的距离和问题段电缆末端距离电缆末端的距离；

根据整盘电缆及端部单位长度电缆的电阻测量值，得到问题段电缆导体的电阻值；根据问题段电缆导体的电阻值计算问题段电缆导体电导率变化或半径缩小的程度，分别计算电导率变化或半径缩小情况下的理论阻抗幅值谱；分别提取实测阻抗幅值谱和电导率变化或半径缩小情况下的理论阻抗幅值谱的极大值点的阻抗模值作为特征向量，分别计算实测阻抗幅值谱的特征向量与理论阻抗幅值谱的特征向量的偏差均值，根据偏差均值判断是导体材质问题还是导体半径缩小问题。

本发明的一种电缆中间段导体质量无损研判与定位方法，步骤如下：