CN112415347B - 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统 - Google Patents

一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112415347B
CN112415347B CN202011373856.5A CN202011373856A CN112415347B CN 112415347 B CN112415347 B CN 112415347B CN 202011373856 A CN202011373856 A CN 202011373856A CN 112415347 B CN112415347 B CN 112415347B
Authority
CN
China
Prior art keywords
partial discharge
signal
discharge signal
detection
max
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011373856.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112415347A (zh
Inventor
王旭红
李佳毅
樊绍胜
黎天
吴伟旗
朱航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha University of Science and Technology
Original Assignee
Changsha University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha University of Science and Technology filed Critical Changsha University of Science and Technology
Priority to CN202011373856.5A priority Critical patent/CN112415347B/zh
Publication of CN112415347A publication Critical patent/CN112415347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112415347B publication Critical patent/CN112415347B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统，本发明包括多次同步采集电缆沟隧道内被监测电缆的多个位置的检测信号，该检测信号包括脉冲电流检测信号和超声波检测信号，从而得到多组检测信号；对得到的多组检测信号进行抑噪处理；对抑噪处理后的多组检测信号，应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本；对多个估计局放位置的样本用修整平均数据滤波技术处理以便对估计的局放位置统计过程的控制，根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置。本发明能够实现对电网地下设施的定期巡检，发现实现对电网地下设施的定期巡检，发现隐患和故障，保障电力系统安全运行隐患和故障，保障电力系统安全运行。

Description

一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统中的局部放电检测技术领域，具体涉及一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统。
背景技术
随着我国电力需求量的不断增长、电网规模的不断扩大，配网电缆隧道的应用越来越广泛。由于配网电缆隧道空间狭小、环境温度高、沟内存在有毒易燃气体等因素，巡检人员隧道内工作时劳动强度大、作业效率低；且人员在电缆隧道内工作容易发生人身危险。因此有必要从以前粗放式的巡检和故障抢修模式，升级为简易有效的模式。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对电力检修人员在电缆隧道内工作的不便和潜在的危险，提供一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统，本发明能够实现对电网地下设施的定期巡检，发现实现对电网地下设施的定期巡检，发现隐患和故障(主要为局部放电现象)，保障电力系统安全运行隐患和故障，保障电力系统安全运行。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，包括：
1)多次同步采集电缆沟隧道内被监测电缆的多个位置的检测信号，该检测信号包括脉冲电流检测信号和超声波检测信号，从而得到多组检测信号；
2)对得到的多组检测信号进行抑噪处理；
3)对抑噪处理后的多组检测信号，应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本；
4)对多个估计局放位置的样本用修整平均数据滤波技术处理以便对估计的局放位置统计过程的控制，根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置。
可选地，步骤1)中被监测电缆的多个位置包括被监测电缆的两端和中部三个位置。
可选地，步骤2)中进行抑噪处理是指进行离散小波变换去噪。
可选地，步骤3)中应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本时，针对抑噪处理后的单组检测信号的处理步骤包括：
3.1)首先针对分别和被监测电缆两端和中部三个位置对应的A组、B组、C组的局部放电信号检测设备处理后的去噪信号A、B、C绝对值化，其中信号A、C为被监测电缆的两端位置的检测信号对应的信号，信号B为被监测电缆的中部位置的检测信号对应的信号；
3.2)针对单组检测信号的绝对值，通过峰值检测找出检测信号的峰值；
3.3)从单组检测信号的绝对值中裁剪出局放信号An、Bn、Cn：以指定的采样频率(如1MHz)对去噪信号A、B、C中的局放信号出现峰值的区域进行裁剪，裁剪区域是从峰值信号之前的q个样本到峰值信号之后的p个样本，q和p为指定参数，根据采集样本的来源命名，去噪信号A中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号An，去噪信号B中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Bn，去噪信号C中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Cn信号，其中裁剪出的多组为峰值的个数；
3.4)以局放信号Bn为参考信号，在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Cn与局放信号Bn之间进行分段得到n个裁剪信号；针对局放信号An中的任意第k个裁剪信号Ak，将裁剪信号Ak的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号An与局放信号Bn之间分段相关因子FAB；针对局放信号Cn中的任意第k个裁剪信号Ck，将裁剪信号Ck的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号Bn与局放信号Cn之间分段相关因子FBC；
3.5)在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Bn与局放信号Cn之间查找参考信号中提供最大峰值SRmax的样本数与局放信号An以及局放信号Cn中提供最大峰值SOmax的样本数之间的偏移差相关样本S，若在局放信号An与局放信号Bn之间找到偏移差相关样本S，则偏移差相关样本S对应的另一个局放信号指向局放信号An；若在局放信号Bn与局放信号Cn之间找到偏移差相关样本，则偏移差相关样本对应的另一个局放信号指向局放信号Cn；如果作为参考信号的局放信号Bn中的最大峰值大于局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值，则根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝TR+SRmax-SOmax-TRcrop
否则，根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝SRmax-SOmax-TRcrop
其中，TR为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样，TRcrop为信号被裁剪之后的参考信号的总采样，SRmax为参考信号中提供的最大峰值，SOmax为局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值；
根据下式计算最大全相关因子NFmax：
NFmax＝MFmax+S
其中，MFmax为分段相关因子FAB和分段相关因子FBC中的最大分段相关因子，S为偏移差相关样本的偏移；
3.6)针对局放信号An与局放信号Bn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；针对局放信号Bn与局放信号Cn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；
3.7)针对局放信号An与局放信号Bn、局放信号Bn与局放信号Cn，两组信号，分别将得到的采样差除以采样频率，分别得到局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB，局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB；
3.8)根据局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB、局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB计算出该组检测信号中的估计局放位置。
可选地，步骤3.8)中计算出该组检测信号中的估计局放位置的步骤包括：若局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB大于局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB，则根据下式计算出该组检测信号中的估计局放位置：
Figure BDA0002807635050000031
上式中，pos为该组检测信号中的估计局放位置，L为被监测电缆的长度；
否则，根据下式计算估计局放位置：
Figure BDA0002807635050000032
上式中，pos为该组检测信号中的估计局放位置，L为被监测电缆的长度。
可选地，步骤4)包括：
4.1)对所有估计局放位置的样本从最低局放位置值到最高局放位置值排序；
4.2)针对排序后的所有估计局放位置的样本进行四分，修剪其中第一个四分位数和第三个四分位数之间的估计局放位置的样本作为第一层过滤得到的样本IQR；
4.3)针对第一层过滤修剪样本IQR执行聚类处理，聚类过程根据样本的估计局放位置由最小到最大分为若干类间隔，对每个类别的样本进行计数，数量最多的类作为第二层过滤得到的样本mod；
4.4)对第二层过滤得到的样本mod进行平均过程计算出新的局放位置。
可选地，步骤4.4)中进行平均过程计算出新的局放位置的函数表达式为：
Figure BDA0002807635050000041
上式中，av为计算出新的局放位置，Sn为第二层过滤得到的样本mod中的第n个估计局放位置，n＝1,2,3,…,k，k为第二层过滤得到的样本mod中的估计局放位置总数量。
此外，本发明还提供一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述存储器中存储有被编程或配置以执行所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括数据处理设备和多组检测组件，所述检测组件包括脉冲电流传感器和超声波传感器，所述脉冲电流传感器和超声波传感器的输出端与数据处理设备相连，所述数据处理设备被编程或配置以执行所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述数据处理设备中存储有被编程或配置以执行所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
和现有技术相比，本发明具有下述优点：本发明使用分段相关技术的好处是不依赖局放信号的最大值，而是依据于局放信号乘积之和，因此在沿着监测的电缆传播时候，局放信号的最大线性调频脉冲的延迟引起的百分比误差可以最小化。同时，比起传统的基于多端相关性的算法，耗时会有所减少，因为在信号匹配过程中不会在两个信号之间执行完全互相关，互相分段相关技术是对两个裁剪后的信号进行分段互相关以此发现它们之间的相似度。然后再将修整平均数据滤波技术应用于分段相关技术处理后的数据，以便对估计的局放位置统计过程的控制，最后根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置，实现了局放源的精准定位，克服了对不能长电缆局放检测与定位问题，具有定位准确、解算简单、安全可靠、适用于电缆隧道自动巡检作业的优点。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。
图2为本发明实施例方法的完整流程示意图。
图3是本发明应用的算法原理图。
图4是本发明应用的分段相关技术的处理流程图。
图5是本发明应用的分段相关技术的移位过程处理流程图。
图6是本发明应用的修整后的均值数据过滤技术的处理流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
如图1所示，本实施例用于电缆沟隧道的局部放电检测方法包括：
1)多次同步采集电缆沟隧道内被监测电缆的多个位置的检测信号，该检测信号包括脉冲电流检测信号和超声波检测信号，从而得到多组检测信号；
2)对得到的多组检测信号进行抑噪处理；
3)对抑噪处理后的多组检测信号，应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本；
4)对多个估计局放位置的样本用修整平均数据滤波技术处理以便对估计的局放位置统计过程的控制，根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置。
本实施例用于电缆沟隧道的局部放电检测方法能够实现对电网地下设施的定期巡检，发现实现对电网地下设施的定期巡检，发现隐患和故障，保障电力系统安全运行隐患和故障，保障电力系统安全运行。
本实施例中，步骤1)中被监测电缆的多个位置包括被监测电缆的两端和中部三个位置，此外基于相同的原理，也可以部署更多位置。
如图2所示，试验前，先检查局部放电信号检测设备是否能正常使用；正确输入电缆信息，如电缆路程、调度号、起点、终点、长度、接头编号及位置、电缆可承受的最高系统电压的大小等；正确连接测试电路，校对放电量并测量波速。放电量校对的目的是在压力测量过程中根据信号大小调整量程，以便得到正确的视在放电量。对交联聚乙烯电缆来说，校对时应注意测量波速。长电缆测量时，信号衰减较大，反射波往往不可见，此时，波速可用于近似校准。将A、B、C三组分配的局部放电信号检测设备放在电缆沟隧道内被监测电缆的两端和中部三个位置(简称前端，中端和后端)，每组局部放电信号检测设备都有脉冲电流传感器、超声波传感器、采集电路、放大电路等，用来捕获带有环境噪声的局放信号。
本实施例中最终得到100组检测信号，重复生成100个估计局放位置的样本，然后再将修整平均数据滤波技术应用于这100份样本，以便对估计的局放位置统计过程的控制，最后根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置。
如图3所示，本实施例中，步骤2)中进行抑噪处理是指进行离散小波变换(DWT)去噪，利用离散小波变换对每组局部放电信号检测设备收集到的信号进行对环境噪声(主要来源于电力传输线产生的电磁干扰)的抑制处理。此外，也可以根据需要采用其他去噪方法。
步骤3)中应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本应用分段相关技术来处理得到的降噪信号。使用分段相关技术的好处是不依赖局放信号的最大值，而是依据于局放信号乘积之和，因此在沿着监测的电缆传播时候，局放信号的最大线性调频脉冲的延迟引起的百分比误差可以最小化。同时，比起传统的基于多端相关性的算法，耗时会有所减少，因为在信号匹配过程中不会在两个信号之间执行完全互相关，互相分段相关技术是对两个裁剪后的信号进行分段互相关以此发现它们之间的相似度。本实施例中，步骤3)中应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本时，如图4所示，针对抑噪处理后的单组检测信号的处理步骤包括：
3.1)首先针对分别和被监测电缆两端和中部三个位置对应的A组、B组、C组的局部放电信号检测设备处理后的去噪信号A、B、C绝对值化，其中信号A、C为被监测电缆的两端位置的检测信号对应的信号，信号B为被监测电缆的中部位置的检测信号对应的信号；
3.2)针对单组检测信号的绝对值，通过峰值检测找出检测信号的峰值；
3.3)从单组检测信号的绝对值中裁剪出局放信号An、Bn、Cn：以指定的采样频率(如1MHz)对去噪信号A、B、C中的局放信号出现峰值的区域进行裁剪，裁剪区域是从峰值信号之前的q个样本到峰值信号之后的p个样本，q和p为指定参数，根据采集样本的来源命名，去噪信号A中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号An，去噪信号B中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Bn，去噪信号C中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Cn信号，其中裁剪出的多组为峰值的个数；
3.4)以局放信号Bn为参考信号，在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Cn与局放信号Bn之间进行分段得到n个裁剪信号；针对局放信号An中的任意第k个裁剪信号Ak，将裁剪信号Ak的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号An与局放信号Bn之间分段相关因子FAB，可表示为：
Figure BDA0002807635050000061
图5为将裁剪信号Ak的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号的三种情况示意图。
针对局放信号Cn中的任意第k个裁剪信号Ck，将裁剪信号Ck的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号Bn与局放信号Cn之间分段相关因子FBC，可表示为：
Figure BDA0002807635050000071
3.5)在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Bn与局放信号Cn之间查找参考信号Bn中提供最大峰值SRmax的样本数与局放信号An以及局放信号Cn中提供最大峰值SOmax的样本数之间的偏移差相关样本S，若在局放信号An与局放信号Bn之间找到偏移差相关样本S，则偏移差相关样本S对应的另一个局放信号指向局放信号An；若在局放信号Bn与局放信号Cn之间找到偏移差相关样本，则偏移差相关样本对应的另一个局放信号指向局放信号Cn；如果作为参考信号的局放信号Bn中的最大峰值大于局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值，则根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝TR+SRmax-SOmax-TRcrop
否则，根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝SRmax-SOmax-TRcrop
其中，TR为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样，TRcrop为信号被裁剪之后的参考信号的总采样，SRmax为参考信号中提供的最大峰值，SOmax为局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值；
根据下式计算最大全相关因子NFmax：
NFmax＝MFmax+S
其中，MFmax为分段相关因子FAB和分段相关因子FBC中的最大分段相关因子，S为偏移差相关样本的偏移量；
3.6)针对局放信号An与局放信号Bn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；针对局放信号Bn与局放信号Cn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；
3.7)针对局放信号An与局放信号Bn、局放信号Bn与局放信号Cn，两组信号，分别将得到的采样差除以采样频率，分别得到局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB，局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB；
3.8)根据局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB、局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB计算出该组检测信号中的估计局放位置。
本实施例中，步骤3.8)中计算出该组检测信号中的估计局放位置的步骤包括：若局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB大于局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB，则根据下式计算出该组检测信号中的估计局放位置：
Figure BDA0002807635050000081
上式中，pos为该组检测信号中的估计局放位置，L为被监测电缆的长度；
否则，根据下式计算估计局放位置：
Figure BDA0002807635050000082
上式中，pos为该组检测信号中的估计局放位置，L为被监测电缆的长度。
本实施例中，步骤4)包括：
4.1)对所有估计局放位置的样本从最低局放位置值到最高局放位置值排序；
4.2)针对排序后的所有估计局放位置的样本进行四分，修剪其中第一个四分位数和第三个四分位数之间的估计局放位置的样本作为第一层过滤得到的样本IQR；
4.3)针对第一层过滤修剪样本IQR执行聚类处理，聚类过程根据样本的估计局放位置由最小到最大分为若干类间隔，对每个类别的样本进行计数，数量最多的类作为第二层过滤得到的样本mod；
4.4)对第二层过滤得到的样本mod进行平均过程计算出新的局放位置。
通过循环分段相关过程来产生100个局放位置样本。整理后的均值数据过滤过程由三个过程组成，以消除不需要的数据。这三个过程是修剪过程，聚类过程和平均过程。修整后的均值数据过滤技术的处理流程如图6所示。
本实施例中，步骤4.4)中进行平均过程计算出新的局放位置的函数表达式为：
Figure BDA0002807635050000083
上式中，av为计算出新的局放位置，Sn为第二层过滤得到的样本mod中的第n个估计局放位置，n＝1,2,3,…,k，k为第二层过滤得到的样本mod中的估计局放位置总数量。
实际应用中，测量中常出现的干扰主要问题为电缆原始资料不完整或资料错误。因此，为了提高测试的精度，有必要使用电缆测距仪重新测量电缆的长度和连接器的位置，这样可以提高测试的准确性。此外，需要强调的是同时域内，脉冲电流传感器和超声波传感器把收到的局部放电的信号变成电信号，这样能够降低单种传感器误判局放信号而进行收集的可能。由于接收到的信号比较微弱，而实际检测时，检测装置跟放电点一般会有一定的距离，这就要求信号必须经过放大。在传感器接收和转换的波形中，必然有其他非放电产生的环境噪声导致的干扰信号，有必要用离散小波变换(DWT)对每组局部放电信号检测设备收集到的信号进行对环境噪声进行抑制处理。实现数据采集功能的计算机扩展卡是把接收的信号尽量不失真的存储到主机中，然后进一步的对收集到的信息进行整理、滤波、去噪后，算作一个采集的样本。
综上所述，本实施例提供了一种应用于电缆沟隧道检测局部放电及放电位置的新型检测方法。现在电力已经成为人们生活中重要的一部分，所以保证电力设备的安全稳定运行是极其重要的一环，而局部放电是造成高压电气设备的绝缘劣化和绝缘损坏的重要原因。本实施例提出一种新型应用于电缆沟隧道检测局部放电及放电位置的检测方法，该方法将三组分配的局部放电信号检测设备放在电缆沟隧道内被监测电缆的前端，中端和后端，每组局部放电信号检测设备都有脉冲电流传感器、超声波传感器、采集电路、放大电路等。收集到的信号进行抑噪处理，然后经过应用分段相关技术，得到估计局放位置的样本，重复获得多个估放的样本最后用修整平均数据滤波技术处理，以便对估计的局放位置统计过程的控制，最后根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置。
此外，本实施例还提供一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述存储器中存储有被编程或配置以执行前述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
此外，本实施例还提供一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括数据处理设备和多组检测组件，所述检测组件包括脉冲电流传感器和超声波传感器，所述脉冲电流传感器和超声波传感器的输出端与数据处理设备相连，所述数据处理设备被编程或配置以执行前述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述数据处理设备中存储有被编程或配置以执行前述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。数据处理设备包括具有数据采集功能的计算机扩展卡、计算机，检测组件可根据需要配备单独的超声波采集设备、电流脉冲采集设备以增加信号的输出功率的电路、滤波电路。
脉冲电流传感器和超声波传感器把收到的局部放电的信号变成电信号，这样能够降低单种传感器误判局放信号而进行收集的可能。由于接收到的信号比较微弱，而实际检测时，检测装置跟放电点一般会有一定的距离，这就要求信号必须经过放大。在传感器接收和转换的波形中，必然有其他非放电产生的环境噪声导致的干扰信号，有必要用离散小波变换(DWT)对每组局部放电信号检测设备收集到的信号进行对环境噪声进行抑制处理。实现数据采集功能的计算机扩展卡是把接收的信号尽量不失真的存储到主机中，然后进一步的对收集到的信息进行整理、滤波、去噪后，算作一个采集的样本。
此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，包括：
1)多次同步采集电缆沟隧道内被监测电缆的多个位置的检测信号，该检测信号包括脉冲电流检测信号和超声波检测信号，从而得到多组检测信号；
2)对得到的多组检测信号进行抑噪处理；
3)对抑噪处理后的多组检测信号，应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本；
4)对多个估计局放位置的样本用修整平均数据滤波技术处理以便对估计的局放位置统计过程的控制，根据调整后的均值数据过滤技术计算出估计误差较小的局放位置；
步骤3)中应用分段相关技术得到多个估计局放位置的样本时，针对抑噪处理后的单组检测信号的处理步骤包括：
3.1)首先针对分别和被监测电缆两端和中部三个位置对应的A组、B组、C组的局部放电信号检测设备处理后的去噪信号A、B、C绝对值化，其中信号A、C为被监测电缆的两端位置的检测信号对应的信号，信号B为被监测电缆的中部位置的检测信号对应的信号；
3.2)针对单组检测信号的绝对值，通过峰值检测找出检测信号的峰值；
3.3)从单组检测信号的绝对值中裁剪出局放信号An、Bn、Cn：以指定的采样频率对去噪信号A、B、C中的局放信号出现峰值的区域进行裁剪，裁剪区域是从峰值信号之前的q个样本到峰值信号之后的p个样本，q和p为指定参数，根据采集样本的来源命名，去噪信号A中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号An，去噪信号B中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Bn，去噪信号C中裁剪出的多组的p+q个样本统称为局放信号Cn信号，其中裁剪出的多组为峰值的个数；
3.4)以局放信号Bn为参考信号，在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Cn与局放信号Bn之间进行分段得到n个裁剪信号；针对局放信号An中的任意第k个裁剪信号Ak，将裁剪信号Ak的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号An与局放信号Bn之间分段相关因子FAB；针对局放信号Cn中的任意第k个裁剪信号Ck，将裁剪信号Ck的峰值采样向右移指定采样位、再乘以作为参考信号的局放信号Bn中的第k个裁剪信号Bk得到乘积信号，并将所有n个乘积信号求和得到局放信号Bn与局放信号Cn之间分段相关因子FBC；
3.5)在局放信号An与局放信号Bn之间、局放信号Bn与局放信号Cn之间查找参考信号Bn中提供最大峰值SRmax的样本数与局放信号An以及局放信号Cn中提供最大峰值SOmax的样本数之间的偏移差相关样本S，若在局放信号An与局放信号Bn之间找到偏移差相关样本S，则偏移差相关样本S对应的另一个局放信号指向局放信号An；若在局放信号Bn与局放信号Cn之间找到偏移差相关样本，则偏移差相关样本对应的另一个局放信号指向局放信号Cn；如果作为参考信号的局放信号Bn中的最大峰值大于局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值，则根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝TR+SRmax-SOmax-TRcrop
否则，根据下式计算偏移差相关样本的偏移S：
S＝SRmax-SOmax-TRcrop
其中，TR为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样，TRcrop为信号被裁剪之后的参考信号的总采样，SRmax为参考信号中提供的最大峰值，SOmax为局放信号An、局放信号Cn中提供的最大峰值；
根据下式计算最大全相关因子NFmax：
NFmax＝MFmax+S
其中，MFmax为分段相关因子FAB和分段相关因子FBC中的最大分段相关因子，S为偏移差相关样本的偏移量；
3.6)针对局放信号An与局放信号Bn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号An与局放信号Bn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；针对局放信号Bn与局放信号Cn，若最大全相关因子NFmax小于参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR的一半，则将局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为最大全相关因子NFmax的负数，否则局放信号Bn与局放信号Cn之间的采样差取值为参考信号被裁剪之前的参考信号的总采样TR减去最大全相关因子NFmax得到的差；
3.7)针对局放信号An与局放信号Bn、局放信号Bn与局放信号Cn，两组信号，分别将得到的采样差除以采样频率，分别得到局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB，局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB；
3.8)根据局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB、局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB计算出该组检测信号中的估计局放位置。
2.根据权利要求1所述的用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，步骤1)中被监测电缆的多个位置包括被监测电缆的两端和中部三个位置。
3.根据权利要求1所述的用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，步骤2)中进行抑噪处理是指进行离散小波变换去噪。
4.根据权利要求1所述的用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，步骤3.8)中计算出该组检测信号中的估计局放位置的步骤包括：若局放信号An与局放信号Bn之间的时间差TAB大于局放信号Cn与局放信号Bn之间的时间差TCB，则根据下式计算出该组检测信号中的估计局放位置：
Figure FDA0003485678190000031
否则，根据下式计算估计局放位置：
Figure FDA0003485678190000032
上式中，pos为该组检测信号中的估计局放位置，L为被监测电缆的长度。
5.根据权利要求4所述的用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，步骤4)包括：
4.1)对所有估计局放位置的样本从最低局放位置值到最高局放位置值排序；
4.2)针对排序后的所有估计局放位置的样本进行四分，修剪其中第一个四分位数和第三个四分位数之间的估计局放位置的样本作为第一层过滤得到的样本IQR；
4.3)针对第一层过滤修剪样本IQR执行聚类处理，聚类过程根据样本的估计局放位置由最小到最大分为若干类间隔，对每个类别的样本进行计数，数量最多的类作为第二层过滤得到的样本mod；
4.4)对第二层过滤得到的样本mod进行平均过程计算出新的局放位置。
6.根据权利要求5所述的用于电缆沟隧道的局部放电检测方法，其特征在于，步骤4.4)中进行平均过程计算出新的局放位置的函数表达式为：
Figure FDA0003485678190000033
上式中，av为计算出新的局放位置，Sn为第二层过滤得到的样本mod中的第n个估计局放位置，n＝1,2,3,…,k，k为第二层过滤得到的样本mod中的估计局放位置总数量。
7.一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述存储器中存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
8.一种用于电缆沟隧道的局部放电检测系统，包括数据处理设备和多组检测组件，其特征在于，所述检测组件包括脉冲电流传感器和超声波传感器，所述脉冲电流传感器和超声波传感器的输出端与数据处理设备相连，所述数据处理设备被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的步骤，或者所述数据处理设备中存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述用于电缆沟隧道的局部放电检测方法的计算机程序。
CN202011373856.5A 2020-11-30 2020-11-30 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统 Active CN112415347B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011373856.5A CN112415347B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011373856.5A CN112415347B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112415347A CN112415347A (zh) 2021-02-26
CN112415347B true CN112415347B (zh) 2022-03-11

Family

ID=74828902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011373856.5A Active CN112415347B (zh) 2020-11-30 2020-11-30 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112415347B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0504600D0 (en) * 2005-03-04 2005-04-13 Univ Strathclyde Detecting partial discharge in high voltage cables
CN104678266B (zh) * 2015-02-05 2017-06-20 国家电网公司 一种长距离高压电缆局部放电双端定位系统及方法
US9945901B1 (en) * 2016-10-18 2018-04-17 Analog Devices, Inc. Measuring and correcting non-idealities of a system

Also Published As

Publication number Publication date
CN112415347A (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2174150B1 (en) A method for detecting, identifying and locating partial discharges occurring in a discharge site along an electric apparatus
CN102680860B (zh) 一种高压电力线路行波测距用故障点自动定位方法
RU2570592C1 (ru) Способ регистрации и анализа сигналов акустической эмиссии
RU2668336C1 (ru) Способ определения места короткого замыкания на линиях электропередач
KR101294681B1 (ko) 기상 신호 처리장치 및 그 처리방법
CN111912521B (zh) 一种非平稳信号的频率检测方法和存储介质
CN111433616B (zh) 用于输电线路的无参数的基于行波的故障定位
EP1094325A2 (en) Method and arrangement for determining the number of partial discharge sources
CN114879085B (zh) 单相接地故障识别方法、装置、电子设备及介质
CN107743048B (zh) 一种应用于去除otdr噪声的信号处理系统
CN107528646B (zh) 一种基于宽带频谱的干扰信号识别及提取方法
US20180024184A1 (en) Method for characterising a soft fault in a cable
CN112415347B (zh) 一种用于电缆沟隧道的局部放电检测方法及系统
CN114113943A (zh) 基于电流和超声信号的变压器局放检测系统、方法及设备
CN114185030A (zh) 一种雷达信号脉内调制识别方法及系统
CN117590172A (zh) 应用于变压器的局部放电声电联合定位方法、装置和设备
CN110780162B (zh) 一二次融合配电开关局部放电信号提取方法及检测装置
Berezowski et al. Identification of fast-changing signals by means of adaptive chaotic transformations
JP3108317B2 (ja) 信号処理装置および信号処理方法
CN111611686A (zh) 一种通信信号时频域的检测方法
Zaitsev Elimination on power line interference from ECG signal using combined bidirectional narrow-band notch filter
CN110632563A (zh) 一种基于短时傅里叶变换的脉内频率编码信号参数测量方法
RU2678822C2 (ru) Способ фильтрации сигналов при обнаружении цели и устройство для его осуществления
EP0535570A1 (en) Transient detection processing, especially underwater acoustic signal recognition
CN111458626B (zh) 基于共生多元泛函计算的电路系统信号分析与处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant