CN112526260A - 一种xlpe电缆中间接头定位方法及相关装置 - Google Patents
一种xlpe电缆中间接头定位方法及相关装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种XLPE电缆中间接头定位方法及相关装置,方法包括:通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算反射脉冲波的波速;采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据局部最优值确定反射脉冲波的视在零点;根据波速和视在零点计算电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。解决了现有技术的电缆中间接头定位不够精确,容易造成误判和漏判的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及电力电缆领域,尤其涉及一种XLPE电缆中间接头定位方法及相关装置。
背景技术
交联聚乙烯(Crosslinked Polyethylene,XLPE)电缆由于其优良的机械性能和电气性能,称为应用最广泛的电缆类型。电缆中间接头在运行过程中为其绝缘弱点,大部分电缆故障都为电缆中间接头故障。故在电缆运行状况检测时,首先需对中间接头进行准确定位,并检测接头处的运行状况,及时更换问题接头,可有效减少运行事故发生,提高供电可靠性,减轻电缆运维压力。
目前国内外关于电缆中间接头定位和检测进行大量研究,其中时域反射(TDR)法作为一种有效的电缆中间接头定位方法,具有测量回路简单,试验高效,无损检测等优点,且能准确有效对中间接头进行定位。
然而当前由于对中间接头与电缆本体的波阻抗渐变特性了解不够深入,对电缆中行波特性和电缆自身的影响考虑甚少,使得中间接头定位不精确,容易造成误判和漏判。
发明内容
本申请提供了一种XLPE电缆中间接头定位方法及相关装置,用于解决现有技术的电缆中间接头定位不够精确,容易造成误判和漏判的技术问题。
有鉴于此,本申请第一方面提供了一种XLPE电缆中间接头定位方法,包括:
通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,所述XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;
对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速;
采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点;
根据所述波速和所述视在零点计算所述电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
优选地,所述通过预置测试方波测试XLPE电缆,得到反射脉冲波,之后还包括:
采用预置硬阈值法对所述反射脉冲波进行去噪预处理操作。
优选地,所述对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速,包括:
对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,所述信号频谱分析结果包括波形频率;
根据所述波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算所述反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为所述波形频率,所述电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容;
根据实际的环境温度对所述初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。
优选地,所述采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点,包括:
采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值;
根据所述局部最优值的位置在所述反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
将所述第一关键点和所述第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
本申请第二方面提供了一种XLPE电缆中间接头定位装置,包括:
反射测试模块,用于通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,所述XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;
频谱分析模块,用于对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速;
波形识别模块,用于采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点;
定位计算模块,用于根据所述波速和所述视在零点计算所述电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
优选地,还包括:
去噪预处理模块,用于采用预置硬阈值法对所述反射脉冲波进行去噪预处理操作。
优选地,所述频谱分析模块,包括:
频谱分析子模块,用于对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,所述信号频谱分析结果包括波形频率;
波速计算子模块,用于根据所述波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算所述反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为所述波形频率,所述电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容;
波速调整子模块,用于根据实际的环境温度对所述初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。
优选地,所述波形识别模块,包括:
局部搜寻子模块,用于采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值;
关键点确定子模块,用于根据所述局部最优值的位置在所述反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
视在零点确定子模块,用于将所述第一关键点和所述第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
本申请第三方面提供了一种XLPE电缆中间接头定位设备,所述设备包括处理器以及存储器:
所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的XLPE电缆中间接头定位方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行第一方面所述的XLPE电缆中间接头定位方法。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:
本申请中,提供了一种XLPE电缆中间接头定位方法,包括:通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算反射脉冲波的波速;采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据局部最优值确定反射脉冲波的视在零点;根据波速和视在零点计算电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
本申请提供的XLPE电缆中间接头定位方法,在计算反射脉冲波的波速时,并非直接采用参考手册中的范围值,而是对影响波速的参数进行详细的分析,不仅考虑了行波的频谱分析结果,还考虑了电缆结构特性下的特有电缆电气参数的影响,而且还包括环境温度这一因素的考量,提高了反射脉冲波的波速准确度;而通过判断波形特性的方式确定视在零点的位置则可以得到准确的反射脉冲波的返回时间,从而根据求得风速和视在零点计算中间接头的具体位置。因此,本申请能够解决现有技术的电缆中间接头定位不够精确,容易造成误判和漏判的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种XLPE电缆中间接头定位方法的一个流程示意图;
图2为本申请实施例提供的一种XLPE电缆中间接头定位方法的另一个流程示意图;
图3为本申请实施例提供的一种XLPE电缆中间接头定位装置的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的不同长度电缆中间接头反射脉冲波的波形示意图;
图5为本申请实施例提供的反射脉冲波消噪处理前后对比波形示意图;
图6为本申请实施例提供的反射脉冲波视在零点选取示意图;
图7为本申请应用例提供的XLPE电缆中间接头定位方法的试验布置图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为了便于理解,请参阅图1,本申请提供的一种XLPE电缆中间接头定位方法的实施例一,包括:
步骤101、通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头。
需要说明的是,测试波之所以选择方波脉冲是因为其具有陡峭的上升沿和下降沿,所以在电缆中间接头处反射波存在成对的正负两个尖峰,且间隔严格受输入脉冲宽度控制,特征鲜明,可以直接作为电缆中间接头处反射波识别的重要判据。根据反射回的反射脉冲波的大致形状可以提取波形特征,防止电缆中间接头处反射波漏识别或者误识别。本实施例中选取的预置测试方波可以有效测试长度在较大范围的电缆中间接头,因此能够有效保障实际工程的应用需求。
步骤102、对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算反射脉冲波的波速。
需要说明的是,对发射脉冲波进行信号频谱分析可以深入了解电缆本体和中间接头的波阻抗渐变特性,从而提高波速计算的准确性。本实施例主要在信号频谱分析结果选取波频率参与反射脉冲波的波速计算过程中,除此之外,为了使得波速更加符合实际情况,还考虑了不同电缆结构下的电缆电气参数的不同带来的影响,以及环境温度带来的影响,其中,环境温度是指现场的实际温度超过的参考常温,例如20℃,此时需要分析温度对波速的影响,不论添加何种影响因素,目的都是为了计算得到更加可靠的波速。
步骤103、采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据局部最优值确定反射脉冲波的视在零点。
需要说明的是,人工鱼群算法是指在一片水域中,鱼往往能自行或尾随其他鱼找到营养物质多的地方,因而鱼生存数目最多的地方一般就是本水域中营养物质最多的地方,人工鱼群算法就是根据这一特点,通过构造人工鱼来模仿鱼群的觅食、聚群及追尾行为,从而实现寻优。视在零点是反射脉冲波反射回来的时间点,与实际零点不同的是,视在零点是估计点,本实施例中采用更为精确的方法估计零点位置,相对于目测估算而言更加科学可靠。视在零点是时间轴上的点,能够准确描述反射脉冲波返回的时间。
步骤104、根据波速和视在零点计算电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
需要说明的是,在确定了反射脉冲波的波速和返回时间后,就可以根据波速和时间点计算电缆中间接头的距离,这个距离就是电缆中间接头的具体位置,通过计算的方式实现电缆中间接头的定位。
本申请提供的XLPE电缆中间接头定位方法,在计算反射脉冲波的波速时,并非直接采用参考手册中的范围值,而是对影响波速的参数进行详细的分析,不仅考虑了行波的频谱分析结果,还考虑了电缆结构特性下的特有电缆电气参数的影响,而且还包括环境温度这一因素的考量,提高了反射脉冲波的波速准确度;而通过判断波形特性的方式确定视在零点的位置则可以得到准确的反射脉冲波的返回时间,从而根据求得风速和视在零点计算中间接头的具体位置。因此,本申请能够解决现有技术的电缆中间接头定位不够精确,容易造成误判和漏判的技术问题。
为了便于理解,请参阅图2,本申请提供了一种XLPE电缆中间接头定位方法的实施例二,包括:
步骤201、通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头。
需要说明的是,可以设置多种不同的预置测试方波对XLPE电缆进行测试,以验证的方式实现对电缆中间接头的定位。在测试电缆情况未知的区域时,如果电缆长度较大且接头较多,可以分别逐步增大输入的预置测试方波的幅值以及输入的脉冲宽度,然后进行时域反射测试,获得反射脉冲波。
之所以选择方波作为输入的测试波是因为行波在传输过程中因高频分量衰减导致上升沿变缓,使得电缆中间接头处反射波幅值低于行波反射理论计算值,所以电缆中间接头长度越短,识别难度越大;而方波能够检测出国家标准较大相邻范围内的所有长度的电缆中间接头。请参阅图4,以输入预置测试方波的上升时间为1ns为例,分别记录电缆中间接头长度为0.3m,0.4m,0.5m,0.6m的反射脉冲波,国家标准,中压电缆采用的冷缩中间接头收缩前的长度为410mm。从图4可以看出,电缆中间接头长度越长,反射脉冲波的正负峰特征越鲜明,反之,反射脉冲波的波峰则变缓;电缆中间接头长度仅影响中间接头处反射波的信噪比,每一个接头处反射波仍成对出现正负尖峰,且相邻正负尖峰之间距离严格受输入方波脉冲宽度控制,其特征仍然鲜明。
步骤202、采用预置硬阈值法对反射脉冲波进行去噪预处理操作。
需要说明的是,请参阅图5,图5为消噪处理前后对比图。去噪预处理操作是为了提高反射脉冲波的质量,从而确保后续的波形分析一定定位计算的准确性。由于采集反射脉冲波的过程中容易受噪声干扰,需要在进行波形分析前排除现场噪声干扰。考虑到现场噪声为高斯白噪声,主要成分是高频信号,而有用信号通常是低频信号;而且,电缆中间借接头的反射信号频率一般不高于1MHz,因此,可以滤除高于1MHz的高频成分;采用预置硬阈值法量化的方式消除噪声,平滑波形曲线可以最大程度保留行波信号中的突变边缘,不仅如此,该方法还可以将反射脉冲波的上升时间波动控制在30%以内。由于行波在传输过程中不同频率成分的衰减程度不同,所以行波的形状也会存在衰减变形,使得输入脉冲波边沿突变特征小时,上升沿变缓,导致后续的反射脉冲波零点难以确定,所以对反射脉冲波去噪,提升行波质量是非常必要的操作,它可以将视在零点的确定误差控制在0.5%以内。
步骤203、对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,信号频谱分析结果包括波形频率。
步骤204、根据波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为波形频率,电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容。
在高频情况下,即当波形频率f足够大时,上式分母中的RG等项相对于f2LC项为无穷小项,可以视为零而忽略,从而使得波速接近恒定常数:
其中,c为光在真空中的传播速度,μ为电缆芯线周围介质的高频相对导磁系数,ε为电缆芯线周围介质的高频相对介电系数。故高频时电缆中行波速度可近似认为只与电缆绝缘性质有关,而与导线芯线的材料和截面积无关。对不同导体制成的电缆,只要绝缘介质相同,其波速度是基本不变的,但在低频时,波速受频率影响大。针对电缆中间接头定位时,其行波主要频率成分在0.5~1MHz之间,此时波速可视为常数,即行波在电缆内匀速传播。
不同电缆的绝缘介质的介电常数ε是并不是恒定值,其实部和虚部具有频率依赖特性,具体为:
εr(f)=ε′r(f)-jε″r(f);
其中,ε′r(f)为介电常数的实部,jε″r(f)为介电常数的虚部。当信号频率高于0.5MHz时,绝缘介质的介电常数随着频率进一步升高已趋于稳定,故其在高频状态下对行波波速的影响可以忽略。
步骤205、根据实际的环境温度对初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。如果实际的环境温度为正常温度,或者就是参考温度,那么波速就与初始波速相同,不受温度的影响,一旦超过或者低于正常温度或者参考温度,就需要考虑其对波速的影响情况。
需要说明的是,波速受环境温度的影响主要体现在温度对电缆材料特性参数的影响,不同绝缘材料的波速温度误差补偿系数可以视为常数,可以通过实验室测量或者专业技术手册查到,以PVC绝缘电缆为例,其脉冲传播速度的温度误差补偿系数λ为-0.25%。
步骤206、采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值。
步骤207、根据局部最优值的位置在反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
步骤208、将第一关键点和第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
需要说明的是,请参阅图6,采用预置人工鱼群算法可以在反射脉冲波上找到每一个电缆中间接头反射波的局部最优值,即图6中的波顶点位置,根据此局部最优值可以确定行波的上升沿,从而在上升沿上选取关键点,根据两个关键点确定一条直线,该直线与时间轴存在一个交点,该交点即为视在零点,也就是反射脉冲波的返回时间t。关键点的选取同样对视在零点的准确度存在影响,因此需要通过实验对比分析,经过对比分析后发现,第一关键点选取在上升沿的90%处的点,第二关键点选取在上升沿30%处的点时,得到的视在零点最准确。视在零点O1相较于实际零点的误差可以控制在0.5%以内,能够保证定位的准确性。
步骤209、根据波速和视在零点计算电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
需要说明的是,上述已经求得波速和视在零点,根据视在零点在时间轴上的位置就可以得到反射回的时间,进而根据波速和时间计算电缆中间接头的位置距离:x=1/2vt;从而实现电缆中间接头的定位。为保证电缆中间接头定位准确,还需多次调整输入方波脉冲参数,如提高其电压幅值或在测试盲区容忍范围之内增大脉冲宽度等进行多次重复试验,防止电缆长度过大造成行波衰减严重时存在接头处反射波信噪比过低导致的中间定位失败。
为了便于理解,提供一个XLPE电缆中间接头定位方法的应用例,请参阅图7,脉冲源输出预置测试方波送入待测电缆中,通过波形采集装置获取反射脉冲波进行波形分析;由于方波脉冲具有陡峭的上升沿和下降沿,使得接头处反射波成对出现正负尖峰,其间距严格受输入方波脉冲宽度限制,具有鲜明的特征,易于识别。结合信号频谱分析结果进行波速计算,在环境温度为20℃条件下,行波在电缆中的波速为197.5m/us,电缆中间接头位置的计算值为75.2m,130.5m,160.9m;定位误差为0.26%,0.077%,0.062%;满足精度要求。
为了便于理解,请参阅图3,本申请还提供了一种XLPE电缆中间接头定位装置的实施例,包括:
反射测试模块301,用于通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;
频谱分析模块302,用于对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算反射脉冲波的波速;
波形识别模块303,用于采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据局部最优值确定反射脉冲波的视在零点;
定位计算模块304,用于根据波速和视在零点计算电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
进一步地,还包括:
去噪预处理模块305,用于采用预置硬阈值法对反射脉冲波进行去噪预处理操作。
进一步地,频谱分析模块302,包括:
频谱分析子模块3021,用于对反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,信号频谱分析结果包括波形频率;
波速计算子模块3022,用于根据波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为波形频率,电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容;
波速调整子模块3023,用于根据实际的环境温度对初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。
进一步地,波形识别模块303,包括:
局部搜寻子模块3031,用于采用预置人工鱼群算法在反射脉冲波上搜寻局部最优值;
关键点确定子模块3032,用于根据局部最优值的位置在反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
视在零点确定子模块3033,用于将第一关键点和第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
本申请还提供了一种XLPE电缆中间接头定位设备,设备包括处理器以及存储器:
存储器用于存储程序代码,并将程序代码传输给处理器;
处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例中的XLPE电缆中间接头定位方法。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质用于存储程序代码,程序代码用于执行上述方法实施例中的XLPE电缆中间接头定位方法。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种XLPE电缆中间接头定位方法,其特征在于,包括:
通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,所述XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;
对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速;
采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点;
根据所述波速和所述视在零点计算所述电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
2.根据权利要求1所述的XLPE电缆中间接头定位方法,其特征在于,所述通过预置测试方波测试XLPE电缆,得到反射脉冲波,之后还包括:
采用预置硬阈值法对所述反射脉冲波进行去噪预处理操作。
3.根据权利要求1所述的XLPE电缆中间接头定位方法,其特征在于,所述对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速,包括:
对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,所述信号频谱分析结果包括波形频率;
根据所述波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算所述反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为所述波形频率,所述电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容;
根据实际的环境温度对所述初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。
4.根据权利要求1所述的XLPE电缆中间接头定位方法,其特征在于,所述采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点,包括:
采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值;
根据所述局部最优值的位置在所述反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
将所述第一关键点和所述第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
5.一种XLPE电缆中间接头定位装置,其特征在于,包括:
反射测试模块,用于通过预置测试方波对XLPE电缆进行时域反射测试,得到反射脉冲波,所述XLPE电缆包括电缆本体和电缆中间接头;
频谱分析模块,用于对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,并根据所述信号频谱分析结果、电缆电气参数和环境温度计算所述反射脉冲波的波速;
波形识别模块,用于采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值,根据所述局部最优值确定所述反射脉冲波的视在零点;
定位计算模块,用于根据所述波速和所述视在零点计算所述电缆中间接头的位置距离,实现电缆中间接头定位。
6.根据权利要求5所述的XLPE电缆中间接头定位装置,其特征在于,还包括:
去噪预处理模块,用于采用预置硬阈值法对所述反射脉冲波进行去噪预处理操作。
7.根据权利要求5所述的XLPE电缆中间接头定位装置,其特征在于,所述频谱分析模块,包括:
频谱分析子模块,用于对所述反射脉冲波进行信号频谱分析,得到信号频谱分析结果,所述信号频谱分析结果包括波形频率;
波速计算子模块,用于根据所述波形频率和根据电缆结构确定的电缆电气参数计算所述反射脉冲波的初始波速,计算过程为:
其中,R、L、G、C分别为XLPE电缆单位长度的电阻、电杆、电导和电容,f为所述波形频率,所述电缆电气参数包括电阻、电杆、电导和电容;
波速调整子模块,用于根据实际的环境温度对所述初始波速进行调整,得到波速,调整过程为:
v=v0+λv0(T-T0);
其中,λ为波速温度误差补偿系数,T为实际的环境温度,T0为参考温度。
8.根据权利要求5所述的XLPE电缆中间接头定位装置,其特征在于,所述波形识别模块,包括:
局部搜寻子模块,用于采用预置人工鱼群算法在所述反射脉冲波上搜寻局部最优值;
关键点确定子模块,用于根据所述局部最优值的位置在所述反射脉冲波的上升沿上确定第一关键点和第二关键点;
视在零点确定子模块,用于将所述第一关键点和所述第二关键点所在直线与时间轴的交点确定为视在零点。
9.一种XLPE电缆中间接头定位设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器:
所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的XLPE电缆中间接头定位方法。
10.一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用于存储程序代码,所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的XLPE电缆中间接头定位方法。
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