CN110940894B - 一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，利用离散希尔伯特变换和突变量计算方法有机结合，首先，以电源电压的瞬时相位为参考标准向量，提取了泄漏电流瞬时相位差累积之和的突变特征。然后，计算总泄漏电流信号瞬时幅值的突增量累积之和，提取了采样信号相邻周期的幅值突变量的比例特征。最后，利用总泄漏电流信号暂态过程的瞬时相位和幅值的积和突变特征，技术瞬时幅相特征信息在暂态变化过程中的累计效应函数，作为低压电网中触电故障检测的判据，提出了一种触电故障检测新方法。解决了低压电流剩余电流保护装置普遍存在的误动作和正确投运率低的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于电网故障检测技术领域，涉及一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法。
背景技术
目前运行的剩余电流保护装置，大多采用固定动作边界整定值的方式进行触电故障判定与识别的依据，因此存在误动作和失效拒动[1-2]。虽然目前部分学者在剩余电流保护装置的硬件结构及泄漏电流检测方面进行了大量研究和改进[3-10]，一定程度上提高了装置的技术性能，但仍然未根本解决其误动作和正确投运率低的问题。如何通过可测得的总漏电电流的有效表征指标识别触电故障，已成为解决剩余电流保护技术存在误动与拒动现象的重要难题之一。
考虑在电网发生触电故障情况下，电气回路总泄漏电流的表现特征必然发生突变，大量研究成果表明，采用希尔伯特变换，对于解析信号的瞬时特征的成功提取，并进行触电故障识别与检测提供了理论与技术的基础。希尔伯特变换作为提供正交相位分量变化而不影响频率分量的幅度，将数字信号分解为同相分量和正交分量进行正交分解[11]，利用变换后的解析信号对瞬时幅度、瞬时相角、瞬时频率等特征进行提取[12-13]，因此，该方法在瞬时特征计算和故障检测中应用广泛。张鑫等[14]利用希尔伯特变换变换提取线性解调信号的瞬时相位序列，通过高阶差分求取瞬时频率。张西托等[15]用希尔伯特变换估计信号瞬时相位后，用二次相位函数拟得到初始频率和调频斜率，得到了满意的参数估计结果。位小记等[16]在希尔伯特变换基础上，提出了瞬时特征参数的数字调制识别算法。利用5个相对简单的瞬时特征参数改善算法的复杂度,简化识别过程。黄迪山等[17]通过希尔伯特变换在数字信号处理中提取幅值和相位调制方法,可获得包络和相位信号，与其相关预处理技术结合应用于三个典型机械零件故障的早期诊断。李枝文等[18]尝试将希尔伯特变换提取复杂信号中的“三瞬属性”与基于小波多尺度分析可以进行信号奇异性检测。在瞬时相位的基础上进行小波分析，并应用于探地雷达数据处理中，应用效果令人满意。王凤鹏等[19]根据实时全息干涉条纹和希尔伯特变换的特点，提出了利用希尔伯特变换提取实时全息干涉条纹相位值的方法。田涛等[20]分析讨论了希尔伯特变换的原理，并在解决齿轮箱调制故障中的实际工程应用，并将重抽与滤波有效地结合起来以得到最大细化倍数的解调谱。刘毅华等[21]运用希尔伯特变换，在对信号进行平稳小波包分解算法的同时，对分解结果进行瞬时频率和瞬时幅值分析，根据设定的分量提取和信号分解规则，提出一种自适应地提取信号特征分量的故障检测方法。以上诸多学者研究工作均为将希尔伯特变换应用于剩余电流保护装置所检测的电气回路总泄漏电流信号的瞬时突变特征提取奠定了理论。
电力系统发生故障时所产生的暂态信号均是非线性非平稳的，当发生触电故障时总漏电电流中蕴含着有关运行状态和故障的丰富信息。即使剩余电流保护技术所检测的总泄露电流为较弱信号，但其暂态过程的瞬时相角和瞬时幅值两个表征指标的变化仍然存在，如何有效提取触电故障暂态信号的非平稳过程中，瞬时相角和瞬时幅值的变化特征信息，成为剩余电流保护技术的难点之一。目前电力系统保护中利用暂态过程特征的突变量进行故障诊断取得了显著的成果。邢鲁华青等[22]通过对高压直流输电线路故障暂态特征进行分析，得出直流线路两侧保护测量处电压突变量与电流突变量的方向特征在发生线路区内和区外故障时不同，并给出了电压、电流突变量方向判别判据和门槛值整定原则，并构造了相应的保护判据。杨红等[23]对基于分相相位比较原理的广域继电保护改进算法及其应用进行了探讨，提出了一种基于分相电流突变量相位比较原理的广域继电保护故障元件识别算法。钱国明等[24]提出了基于分布参数模型的突变量距离保护新算法，避免了传统的突变量距离保护原理存在的不足，从原理上解决了非周期分量对于突变量距离保护的影响。倪广魁等[25]针对谐振接地配电网的带电故障定位的判据，利用此判据可以实现谐振接地配电网的带电故障定位。王晓卫等[26]提出了一种小电流接地系统故障选线新方法，提出了判据的母线阈值和分支阈值与母线判据系数和分支判据系数。张庆伟等[27]提出一种利用突变量故障判别法结合模糊谐波分析判据，来综合提高差动保护可靠性的新方法。柳焕章等[28]为提高突变量差动保护的性能，提出了具有纯电流突变量差动继电器、不灵敏电流突变量差动继电器、灵敏电流突变量差动继电器和突变量零序电流差动继电器的全新突变量差动保护方案。胡婷等[29]提出了改进的传统相电流差突变量选相元件三相短路故障判据，较好地解决了三相短路故障的误判问题。马静等[30]提出一种新型电流突变量的选相方法解决了选相方法不能同时识别所有故障类型以及电流突变量选相在弱电源侧灵敏度不足的问题。鲁文军等[31]提出一种新的突变量选相原理，可避免电流突变量和电压突变量选相元件不能同时满足强弱电源系统侧保护要求的缺点。诸多研究成果将电流信号突变量应用于电力系统保护技术，表明了计算电气回路总泄漏电流信号的暂态过程瞬时相角和瞬时幅值突变特征信息奠定了基础。
综上所述，希尔伯特变换和突变量技术，为应用电气回路中总泄漏电流进行故障检测提供了理论与技术可行性，但未见对于低压电网的剩余电流保护技术中，实现较弱的非平稳信号暂态过程瞬时相角和瞬时幅值积和特征信息有效提取并实现故障检测的相关报道，导致其在实际应用中受到一定的限制。
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发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中.的问题，提供一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，包括以下步骤：
步骤1，采集电源电压u(n)和泄漏电流信号x(n)；
步骤2，以电源电压瞬时相位为基准，得到基于希尔伯特变换的泄漏电流瞬时相位的积和特征Δφs(n)；
步骤3，基于总泄漏电流，得到无量纲的突变量幅值的积和特征MT；
步骤4，若相位突变量PDT＞δ，δ为设定相位突变量阈值，设置标记sign1＝1，否则sign1＝-1；若幅值突变量MT＞K，K为设定幅值突变量阈值，设置标记sign2＝1，否则sign2＝-1；
步骤5，对步骤4中得到的标记情况进行判断：
若sign1＝1，sign2＝1，则执行步骤6；
若sign1＝1，sign2＝-1，则执行步骤7；
若sign1＝-1，sign2＝1，则执行步骤8；
若sign1＝-1，sign2＝-1，则执行步骤9；
步骤6，根据泄漏电流梯度变化的最大值
的采样点位置，若梯度两个最大值
估算触电时刻
否则
估算触电故障时刻EST＝nA；
步骤7，估算触电故障时刻EST＝np，
然后执行步骤10，N表示泄漏电流在采样周期内采样点个数；
步骤8，估算触电故障时刻，EST＝nA，nA＝n，然后执行步骤10；
步骤9，滑动数据采样窗口，结束过程，继续检测。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用离散希尔伯特变换和突变量计算方法有机结合，首先，以电源电压的瞬时相位为参考标准向量，提取了泄漏电流瞬时相位差累积之和的突变特征。然后，计算总泄漏电流信号瞬时幅值的突增量累积之和，提取了采样信号相邻周期的幅值突变量的比例特征。最后，利用总泄漏电流信号暂态过程的瞬时相位和幅值的积和突变特征，技术瞬时幅相特征信息在暂态变化过程中的累计效应函数，作为低压电网中触电故障检测的判据，提出了一种触电故障检测新方法。解决了低压电流剩余电流保护装置普遍存在的误动作和正确投运率低的技术难题。
附图说明
图1为本发明泄漏电流瞬时特征的计算流程图；
图2为本发明泄漏电流瞬时参数计算结果图；
图3为本发明提取泄漏电流相位积和突变特征流程图；
图4为本发明触电故障时瞬时相位积和特征效果图；
图5为本发明提取泄漏电流幅值积和突变特征流程图；
图6为本发明触电泄漏电流幅值突变特征图；
图7为本发明故障检测方法的流程图；
图8为本发明实施例实测信号仿真检测的计算结果图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
1采用希尔伯特变换计算总泄漏电流瞬时特征
低压电网发生触电故障情况下，电气回路总泄漏电流的表征特征必然发生突变，通过希尔伯特变换解析总泄漏电流，计算解析信号的瞬时相角、幅值、频率，提取其瞬时幅相积和特征，并作为触电故障检测的依据。
希尔伯特变换原理
希尔伯特变换作一般是时域和频域比较复杂的信号变换，将数字信号分解为同相分量和正交分量进行正交分解，利用变换后的解析信号对瞬时幅度、瞬时相角和瞬时频率等特征进行计算的方法。
由于函数H(f)在频域内从-∞延伸直到+∞，而在离散化系统域中，数字化后到采样点数必须为有限值。对输入信号进行数字离散形式，实际处理中采样频率为fs，采样间隔为
用以截取其有限点数值，获取离散时间信号x(n)，这相当于给输入信号加了一个窗，用一个有限冲激响应滤波器就可以实现近似理想的希尔伯特变换为xh(n)。单位抽样响应为h(n)，可以等到：
可以计算得到单位抽样响应为h(n)为：
因此，离散信号函数x(n)的解析信号为
z(n)＝x(n)+jxh(n) (4)
计算总泄漏电流瞬时特征
在实际工程中所获取的低压电网触电故障为离散数字信号，利用希尔伯特变换计算其总泄漏电流瞬时电气量，以准确分析变化特征。由希尔伯特变换可得到离散信号函数x(n)的解析信号z(n)的实部和虚部是正交的，由解析信号可以很容易求得信号的瞬时幅值、瞬时相位和瞬时频率。
则瞬时幅值A(n)为：
则瞬时相角φ(n)为：
则瞬时幅值f(n)为：
式中，一阶前向差分，在求解过程中可以根据实际需要采用高阶差分。
由解析信号z(n)可按照公式(5)～公式(7)求得信号的瞬时幅值、瞬时相位和瞬时频率，具体流程如1所示。
采用快速傅里叶变换计算采样信号x(n)的希尔伯特变换xh(n)，构成解析信号z(n)，计算总泄漏电流瞬时幅值、瞬时相位和瞬时频率。算法步骤如下：
(1)通过采样频率fs，获取泄漏电流实信号的离散数字信号x(n)；
(2)利用快速傅里叶变换计算x(n)的频谱函数c(k)；
(3)计算希尔伯特变换xh(n)的频谱函数ch(k)，计算公式如下：
(4)计算希尔伯特变换xh(n)，利用ch(k)的傅里叶反变换实现计算过程；
(5)利用公式(4)构成离散信号函数x(n)的解析信号z(n)；
(6)按照公式(5)～公式(7)，依次计算泄漏电流瞬时幅值A(n)、瞬时相位φ(n)和瞬时频率f(n)。
图2中以动物发生触电故障时，供电回路中泄漏电流为研究对象，样本数据为触电时刻前5个周波和后10个周波，共计15个采样周期3000个点泄漏电流数据。利用文中提出的希尔伯特变换所获取的解析信号，计算其瞬时幅值、瞬时相角和瞬时频率进行分析可知：
(1)瞬时幅值不能够直接识别低压电网的多种触电故障，对于动物直接触电故障的识别具有可行性，但触电故障发生时幅值的增大变化时间较长，不利于触电保护的及时性要求，另外，文献[1]故障发生时总漏电电流幅值变化取决于各个分量矢量和，增量可能减小。
(2)瞬时相位对于常见动物发生触电故障的变化规律在-3.14～3.14之间，相位始终存在着5.4度～9.0度变化规律。
(3)瞬时频率不能够直接识别常见接触电故障，在动物发生触电故障时，虽然在触电时刻有变化明显，但在信号两端变化也比较明显，因此也难直接识别。
2提取触电故障的瞬时相位积和特征
传统剩余电流保护装置可检测的电气信号只有总泄漏电流，实际低压电网中电源电压也为可测电气信号，在发生触电故障时电源电压的幅值、相位和频率比较稳定，而总泄漏电流经希尔伯特变换后，其解析信号的瞬时特征突变明显，二者之间存在着重要联系。总漏电电流瞬时相位始终存在着5.4度～9.0度变化规律，但变化较小难以从漏电流信号计算描述。因此，可将电源电压瞬时相位作为标定参考特征，进而以瞬时相位特征实现触电故障检测，该算法流程如图3所示。
图3中u(n)是采集电源电压，计算其希尔伯特变换为uh(n)，构建解析信号zu(n)，φu(n)为电压瞬时相位，可以计算得：
x(n)是泄漏电流信号，计算希尔伯特变换xh(n)，构建解析信号zx(n)，φx(n)为泄漏电流瞬时相位，可以计算得：
由公式(9)～公式(10)可计算电源电压瞬时相位和泄漏电流瞬时相位，可计算其相位差为：
Δφ(n)＝φu(n)-φx(n) (11)
考虑电源电压瞬时相位和泄漏电流瞬时相位差的变化较小，利用相位差的累积效应来表征触电时刻的突变相位特征：
式中，m为整数，表示连续满足条件Δφ(n-i+1)＞ε的瞬时相位差个数。其中ε为有效相位差的数值。
以电源电压信号为标准参考指标，令N为泄漏电流在工频周期内采样点数(200)，则相邻两个瞬时相位差的累积之和变化强度为：
针对实验获得的动物直接发生触电时，利用基于希尔伯特变换瞬时相位特征，按照公式(9)～公式(13)，计算瞬时相位累计积和特征的突变效果，如图4所示。
从图4中电源电压瞬时相角和总泄漏电流瞬时相角均在-3.14～3.14之间，二者之间的瞬时相位差在-6.27～6.26之间，统计实验数据集中动物触电故障时，电源电压和泄漏电流的瞬时相位差累积之和在0～97.97之间，其中触电前非零极大值为48.51～97.97，触电后非零极大值为18.87～36.80。由此可知动物触电故障时，电源电压和泄漏电流的瞬时相位和累积之和的突变效果具有明显变化规律，可以通过计算相邻两个瞬时相位Δφs(n)和Δφs(n-N)的变化强度与整定值大小，作为电气回路发生触电故障的瞬时积和特征之一。
3提取触电故障的瞬时幅值积和特征
生物体触电故障时电气回路中泄漏电流的幅值较小，暂态过程的特征无明显差异，触电故障现象复杂，暂态过程进入稳定状态时间长短各异，这给故障准确检测带来了困难。基于希尔伯特变换后，总泄漏电流的瞬时幅值的突变量，具有较多毛刺干扰，且在终端出现了较大的跳变值；泄漏电流的实测信号幅值突变量的整体趋势比较平滑，计算其突变量同样具有明显变化规律，且突变量区间内幅值变化具有显著性。所以，低压电网中剩余电流保护装置检测的总泄漏电流为各个泄漏电流的矢量相加，利用突变量计算方法进行智能化处理，可以提取泄漏电流幅值突变积和特征，以此作为实现触电故障检测的依据。
本发明将泄漏电流信号归一化的突变量，作为触电故障时刻检测依据，计算泄漏电流当前周期采样信号和前一个周期采样信号的幅值突变量的变化比例，其流程如图5所示。
从图5中I(i)是实际检测的泄漏电流信号，
是归一化无量纲信号，ΔI(i)是无量纲信号突变量幅度，ΔIT是第T周期突变量的幅值和，MT是相邻周期ΔIT突变比例。具体计算流程如下：
令T是采样周期，N是周期内采样点个数，泄漏电流的第i采样点信号为I(i)，i＝1,…,2N，将2T周期内的信号归一化：
若每个周期的采样点数为N，那么I(i)的电流突变量可以表示为：
则第T个周期突变量的幅值之和为：
令ε是不为零的极小常数值，则可以定义函数MT如下：
样本数据为触电故障时刻前后共计15个采样周期3000个点数据，按照公式(14)～(17)，可以计算实测泄漏电流的突变量比例MT，其无量纲的幅值积和特征的变化效果，如图6所示。
从图6中可以看出，当发生动物直接触电故障时，泄漏电流的无量纲幅度(归一化)的突变量均在-0.38～0.38之间，其采样周期内突变量幅度的积和在0.04～46.82之间，相邻周期突变比例在0.91～935.67之间。当发生触电故障时，总泄漏电流的幅值出现了突变量，即泄漏电流幅度突变量的累计之和，与其相邻周期突变量的比例MT，作为电气回路发生触电故障的瞬时积和特征之一。
4基于泄漏电流瞬时幅相积和特征触电故障检流程
为了可靠准确地检测出触电故障，本发明以电源电压瞬时相位为基准，总泄漏电流瞬时相位的积和特征与其幅值大小无关特性，而总漏电流瞬时幅值的积和特征与瞬时相位无关特性，综合总泄漏电流瞬时相位与幅值的积和特征，将二者优势互补且巧妙结合，计算总泄漏电流瞬时幅相特征在暂态变化过程中的累计效应函数，作为低压电网触电故障检测的依据，其具体检测方法的程序流程，如图7所示。
本发明检测触电故障的算法具体步骤如下：
(1)采集电源电压u(n)，泄漏电流信号x(n)。
(2)以电源电压瞬时相位为基准，基于希尔伯特变换的泄漏电流瞬时相位的积和特征Δφs(n)。
(3)基于总泄漏电流无量纲的突变量幅值的积和特征MT。
(4)若相位突变量PDT>δ，设置标记sign1＝1；否则sign1＝-1。
(5)若幅值突变量MT>K，设置标记sign2＝1；否则sign2＝-1。
(6)利用标记sign1和sign2组合判定算法步骤：转步骤
(7)估算触电故障时刻：EST＝np，转步骤(10)。
(8)估算触电故障时刻，EST＝nA，转步骤(10)。
nA＝n (19)
(9)泄漏电流突变量
位置，若梯度两个最大值
估算触电时刻：
否则
估算触电故障时刻：
EST＝nA (21)
(10)结束过程，继续检测，滑动数据采样窗口。
实施例：触电故障检测实例
随机选择100组实测信号，在电源电压的峰值时刻、过零时刻、谷值时刻和任意时刻，利用基于总泄漏电流瞬时相位与幅值的积和特征检测触电故障，并按照4节中检测程序流程计算发生触电时刻，如图8所示。
从实测信号仿真识别结果上看，基于瞬时相角与幅值突变量触电故障的融合检测方法完全能够准确识别触电故障，确定故障时刻分别为1940。该方法在130组实际数据的仿真处理触电故障诊断正确率为100％，确定触电时刻EST精度最高，但也存在误差，触电故障位置最大误差为采样周期的个数一半，算法最大等待延时时间近1个信号周期。在低压电网中出现触电故障时的总漏电电流信号具有短时突变量时，无论瞬时相位突变量还是泄漏电流无量纲幅度突变量都能够正确实现故障诊断和触电时刻计算，具有完全能够准确识别触电故障，取得了显著效果。
本发明以低压电网的电源电压和总泄漏电流信号为基础，首次应用泄漏电流瞬时幅相积和特征，提出了剩余电流保护技术中触电故障级时刻的检测方法，并作为剩余电流保护装置的新动作判据，为将来新一代剩余电流保护装置提供一定技术支持，该方法的实际数据的仿真处理能够100％能够准确识别触电故障，确定触电时刻计算精度较高，更具有良好的适应性和实用性。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采集电源电压u(n)和泄漏电流信号x(n)；
步骤2，以电源电压瞬时相位为基准，得到基于希尔伯特变换的泄漏电流瞬时相位的积和特征Δφs(n)；
步骤3，基于总泄漏电流，得到无量纲的突变量幅值的积和特征MT；
步骤4，若相位突变量PDT＞δ，δ为设定相位突变量阈值，设置标记sign1＝1，否则sign1＝-1；若幅值突变量MT＞K，K为设定幅值突变量阈值，设置标记sign2＝1，否则sign2＝-1；
步骤5，对步骤4中得到的标记情况进行判断：
若sign1＝1，sign2＝1，则执行步骤6；
若sign1＝1，sign2＝-1，则执行步骤7；
若sign1=-1，sign2＝1，则执行步骤8；
若sign1=-1，sign2＝-1，则执行步骤9；
步骤6，根据泄漏电流梯度变化的最大值
的采样点位置，若梯度两个最大值
估算触电时刻
然后执行步骤9；
否则
估算触电故障时刻EST＝nA，然后执行步骤9；
步骤7，估算触电故障时刻EST＝np，
然后执行步骤9，N表示泄漏电流在采样周期内采样点个数；
步骤8，估算触电故障时刻，EST＝nA，nA＝n，然后执行步骤9；
步骤9，滑动数据采样窗口，结束过程，继续检测。
2.根据权利要求1所述的基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，所述步骤2中，计算泄漏电流瞬时相位的积和特征Δφs(n)的具体方法如下：
步骤1-1，采用希尔伯特变换计算总泄漏电流瞬时特征；
步骤1-2，利用总泄漏电流瞬时特征提取触电故障的瞬时相位积和特征。
3.根据权利要求2所述的基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，所述步骤1-1的具体方法如下：
步骤1-1-1，通过采样频率fs，获取泄漏电流实信号的离散时间信号x(n)；
步骤1-1-2，利用快速傅里叶变换计算x(n)的频谱函数c(k)；
步骤1-1-3，计算希尔伯特变换xh(n)的频谱函数ch(k)：
其中，h表示标记符号，j表示虚部符号标记，k表示采样点数；
步骤1-1-4，利用ch(k)的傅里叶反变换计算希尔伯特变换xh(n)；
步骤1-1-5，利用公式(2)计算离散时间信号x(n)的解析信号z(n)：
z(n)＝x(n)+jxh(n) (2)
步骤1-1-6，利用公式(3)～公式(5)，依次计算泄漏电流瞬时幅值A(n)、瞬时相位φ(n)和瞬时频率f(n)：
瞬时幅值A(n)为：
瞬时相位φ(n)为：
瞬时频率f(n)为：
式中，一阶前向差分，在求解过程中根据实际需要采用高阶差分。
4.根据权利要求3所述的基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，所述步骤1-1-5中，计算离散时间信号x(n)的解析信号z(n)的具体方法如下：
单位抽样响应为h(n)：
其中，H(ejω)表示模为1的单位函数，ejω表示信号相位，n表示采样点，ω表示信号频率；
利用上式计算得到单位抽样响应为h(n)为：
因此，离散信号函数x(n)的解析信号为：
z(n)＝x(n)+jxh(n)。
5.根据权利要求2所述的基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，所述步骤1-2中，提取充电故障的瞬时相位积和特征的具体方法如下：
步骤1-2-1，利用采集电源电压u(n)计算其希尔伯特变换uh(n)，构建解析信号zu(n)，通过解析信号zu(n)计算电压瞬时相位φu(n)：
步骤1-2-2，利用离散时间信号x(n)计算希尔伯特变换xh(n)，构建解析信号zx(n)，通过解析信号zx(n)计算泄漏电流瞬时相位φx(n)：
步骤1-2-3，利用电源电压瞬时相位和泄漏电流瞬时相位，计算其相位差Δφ(n)：
Δφ(n)＝φu(n)-φx(n)
步骤1-2-4，利用相位差的累积效应来表征触电时刻的突变相位特征：
式中，Δφs(n)为相位特征，s为标记符号，m为整数，表示连续满足条件Δφ(n-i+1)＞ε的瞬时相位差个数，ε为有效相位差的数值；
步骤1-2-5，计算相邻两个瞬时相位差的累积之和变化强度，得到相位突变量PDT：
式中，T为采样周期。
6.根据权利要求1所述的基于泄漏电流瞬时幅相积和特征的触电故障检测方法，其特征在于，所述步骤3中，得到无量纲的突变量幅值的积和特征MT的具体方法如下：
将2T周期内的信号归一化：
其中，T是采样周期，N是周期内采样点个数，Ii为泄漏电流的第i采样点信号，i＝1,…,2N；
Ii的电流突变量ΔIi表示为：
则第T个周期突变量的幅值之和为：
计算泄漏电流的突变量比例，得到无量纲的突变量幅值的积和特征MT：
其中，ε是不为零的极小常数值。
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