CN113376548B - 一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置，通过配电网系统变压器的中性点向系统中注入多个频率的共模监测电压，测量感应出的多个频率的共模漏电流大小，以得到实际监测的电缆老化特征，能够有效克服配电网变压器漏感对电缆在线监测精度的影响；在上述过程中，通过对标准矩阵进行主成分分析(PCA)提取老化特征，并进一步得到测量特征向量矩阵，从而利用测量特征向量矩阵和所测量的共模漏电流，实现对老化状态的监测和老化程度的估计。对监测信号采用共模注入的方式，叠加的信号不会在负载上感应出电流，具有非侵入性；相应地，负载的变化也不会对监测结果产生影响，能够在系统多种运行环境下实现对电缆绝缘的有效监测。

Description

一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置

技术领域

本发明涉及电缆绝缘状态的在线监测技术领域，尤其涉及一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置。

背景技术

随着配电网中地下电缆投运时间的不断增长，越来越多的电缆进入老化期。电缆老化常常由于恶劣的运行环境和负载电流热效应导致，最终会引发绝缘击穿和短路故障，影响配电网的安全可靠运行，带来巨大的经济损失。目前，大多数配电网电缆仍然采用周期性离线检修的方式，需要将待监测电缆停运，影响系统的正常运行，且离线测试中广泛采用的过压测试等方式还可能对电缆绝缘造成进一步损害。因此，对电缆绝缘状态进行在线监测，从而实现基于状态的检修和维护具有重要的工业应用价值。

目前工业中对电缆的在线监测方式主要通过局部放电方法实现。电缆老化过程中绝缘内部电场分布不均匀，导致间歇性放电现象的发生。通过在电缆两端安装高频电流互感器(HFCT)可以采集电缆老化过程中的高频放电信号，进而对电缆老化状态进行估计。而上述现有技术的主要缺陷包括：

(1)局部放电与电缆老化程度之间的关系尚不明确，难以通过局部放电方法实现对电缆老化程度的定量估计。

(2)高频局放信号在电缆中衰减严重，因此往往需要分布式测量方式，测量成本高，精度低。

发明内容

基于现有技术的上述情况，本发明的目的在于提供一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置，通过主成分分析(PCA)提取电缆的老化特征，从而实现对电缆老化状态的监测和老化程度的估计。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法，包括步骤：

S1、选择N个频率作为监测信号频率；

S2、构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素包括：监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数；

S3、对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

S4、保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

S5、将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1,0,…,0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

进一步的，所述步骤S2中，标准矩阵M如下式：

式中，

表示监测信号频率为f_N，电缆老化程度为k_ns时通过理论计算或者仿真得到的共模漏电流大小。

进一步的，所述步骤S1包括：

S11、确定监测信号频率的上限和下限，由该上限和下限构成监测信号频率的取值范围；

S12、在该取值范围内选取N个频率作为监测信号频率。

进一步的，所述步骤S11包括：

S111、根据待监测电缆中电磁波的波长与电缆长度确定监测信号频率的上限，该上限远小于使得所述波长与电缆长度相等的频率值；

S112、根据绝缘漏电流大小与注入的监测电压关系确定监测信号频率的下限，该下限大于使得监测电压感应出的绝缘漏电流大于等于预定阈值的频率值。

进一步的，所述步骤S12包括：

选择各倍频谐波中间位置处的频率作为N个监测信号频率，并且N>ns。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测装置，包括监测信号频率选择模块、标准矩阵构造模块、主成分分析模块、测量特征向量矩阵生成模块、监测模块；其中，

所述监测信号频率选择模块，选择N个频率作为监测信号频率；

所述标准矩阵构造模块，构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素包括：监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数；

所述主成分分析模块，对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

所述测量特征向量矩阵生成模块，保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

所述监测模块，将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1，0，…，0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

进一步的，所述标准矩阵构造模块中，标准矩阵M如下式：

式中，

表示监测信号频率为f_N，电缆老化程度为k_ns时通过理论计算或者仿真得到的共模漏电流大小。

进一步的，所述监测信号频率选择模块包括上下限确定单元和监测信号频率选择单元；其中，

所述上下限确定单元，确定监测信号频率的上限和下限，由该上限和下限构成监测信号频率的取值范围；

所述监测信号频率选择单元，在该取值范围内选取N个频率作为监测信号频率。

进一步的，所述上下限确定单元，

根据待监测电缆中电磁波的波长与电缆长度确定监测信号频率的上限，该上限远小于使得所述波长与电缆长度相等的频率值；

根据绝缘漏电流大小与注入的监测电压关系确定监测信号频率的下限，该下限大于使得监测电压感应出的绝缘漏电流大于等于预定阈值的频率值。

进一步的，所述监测信号频率选择单元选择各倍频谐波中间位置处的频率作为N个监测信号频率，并且N>ns。

综上所述，本发明提供了一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置，通过配电网系统变压器的中性点向系统中注入多个频率的共模监测电压，并给出多个监测信号频率的选取方案，测量感应出的多个频率的共模漏电流大小，以得到实际监测的电缆老化特征；在上述过程中，通过对标准矩阵进行主成分分析(PCA)提取老化特征，并进一步得到测量特征向量矩阵，从而利用测量特征向量矩阵和所测量的共模漏电流，实现对老化状态的监测和老化程度的估计。

本发明具有如下有益的技术效果：

(1)向系统变压器中性点注入多个频率的监测信号得到多个漏电流测量数据，能够去除电缆监测中系统变压器漏感对监测结果的影响，可在多种电缆参数和系统参数下实现对电缆绝缘状态的有效监测。

(2)使用主成分分析(PCA)方法提取老化特征，克服了测量得到的共模漏电流与电缆绝缘电容之间的非线性，实现对电缆老化状态的直观和定量估计。

(3)对监测信号采用共模注入的方式，叠加的信号不会在负载上感应出电流，具有非侵入性；相应地，负载的变化也不会对本方法产生影响，能够在系统多种运行环境下实现对电缆绝缘的有效监测。

附图说明

图1是基于共模监测信号注入的电缆状态监测方法的电路示意图；

图2是注入监测信号的等效电路图；

图3是本发明基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法的流程图；

图4(a)是电缆长度为5km，系统变压器漏感为1％系统额定阻抗时，测量得到的单位注入电压下共模漏电流示意图；

图4(b)是电缆长度为10km，系统变压器漏感为5％系统额定阻抗时，测量得到的单位注入电压下共模漏电流示意图；

图5(a)是在图4(a)条件下，采用本发明第一实施例提供方法提取的老化特征示意图；

图5(b)是在图4(b)条件下，采用本发明第一实施例提供方法提取的老化特征示意图；

图6是本发明基于电缆老化特征提取的电缆状态监测装置的构成框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的第一个实施例，提供了一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法，本实施例提供的电缆状态监测方法基于共模监测信号注入的方法，在此基础上利用主成分分析(PCA)方法提取老化特征，并进一步得到测量特征向量矩阵，从而利用测量特征向量矩阵和所测量的共模漏电流，实现对老化状态的监测和老化程度的估计。以下对共模监测信号注入的方法进行详细说明。图1示出了基于共模监测信号注入的电缆状态监测方法的电路示意图，图1中，通过共模监测信号注入装置11，从系统变压器12中性点向配电网电缆系统中注入监测电压，该电缆系统中包括待监测电缆13，其中15为负载。由于监测电压采用共模注入的方式，在三相电缆上感应出相同的电动势，因此不会在相连的负载中感应出电流，具有非侵入式的特点。监测电压全部施加在电缆绝缘上，感应出共模漏电流，通过测量共模漏电流的大小由共模漏电流测量装置14实现对电缆绝缘状态的监测。由于监测电压采用共模注入的方式，不会在负载中感应出电流，因此对于监测电压而言，等效电路中的负载部分电导可看作零。同时在共模电压注入下，三相电缆状态一致，因此选用单相电缆来简化分析。对于注入的监测信号，等效电路图如图2所示，其中，U_inj代表注入的监测信号电压，L_l代表系统变压器漏感。R₀代表电缆导体单位长度电阻，L₀代表电缆导体单位长度电感，C代表电缆绝缘单位长度电容。由于本方法所选用的注入信号频率在400Hz以上，在此频率下电缆绝缘电导感应出的漏电流大小远远小于电缆绝缘电容感应出的漏电流大小，因此在等效电路图中忽略绝缘电导的影响。

根据传输线方程，待监测电缆上的电压U、电流I的分布符合下式，x表示与监测信号注入点的距离，

令末端电导为零，可求得电缆入端导纳Y的表达式如下：

其中L为电缆长度，γ为传播系数，可表示如下：

因此，电缆中的共模漏电流I_CM可表示为下式：

由以上分析可知，共模漏电流大小与多个因素相关，包括注入监测信号频率，变压器漏感和电缆的相关参数等。因此测得的共模漏电流大小与电缆绝缘电容之间具有很强的非线性，难以通过单一频率下的测量实现对电缆绝缘状态的准确估计。为解决该问题，在上述方法的基础上，本发明提出利用多个频率下的测量值进行计算，并进行老化特征提取，并从而得到对不同电缆参数，不同系统变压器漏感条件下对老化程度进行估计的普遍性方法。

本实施例基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法的流程图如图3所示，以下结合附图对该方法进行详细说明。该监测方法包括以下步骤：

S1、选择N个频率作为监测信号频率。具体来说，可以分为以下两个步骤：

S11、确定监测信号频率的上限和下限，由该上限和下限构成监测信号频率的取值范围。监测信号频率的上限的选取原则如下：监测信号频率的上限由波长与电缆长度决定。对于电缆中的电磁波，其波长可表达为下式：

其中，β为传播系数γ的虚部(传播系数γ的表达式如上文所述)。因此，电缆中的信号波长随着信号频率的增加而降低。当监测信号频率过高使得波长与电缆长度相近时，会导致监测信号在电缆上出现复杂的分布，影响老化程度计算和估计精度。例如对于本实施例针对的配电网电缆，根据以上原则，可以将监测信号频率上限设置为1445Hz，在此情况下信号波长大于100km，远远大于大部分配电网中电缆长度。

监测信号频率的下限的选取原则如下：监测信号频率的下限由测量需求决定。在电缆老化过程中，绝缘电阻减小，电容增大，但是电阻和电容的变化都较为微弱。为了实现对老化状态微小变化的有效监测，希望监测信号频率尽可能高，以放大电缆绝缘电容随老化而增大的特征。仅考虑电缆绝缘电容作用，绝缘漏电流大小与注入的监测电压关系可粗略估算如下式：

I_CM＝3U_inj×2πfCL

下限应当大于使得监测电压感应出的绝缘漏电流大于等于预定阈值的频率值，该预定阈值例如为0.5mA/V/km。根据计算得出，对于本实施例针对的配电网电缆，当监测信号注入频率大于200Hz时，感应出的绝缘漏电流大小达到0.5mA/V/km，可以使用高精度的共模漏电流传感器进行精确测量，可以将监测信号频率下限选为200Hz。由此，根据本实施例选择的监测信号频率的取值范围为[200Hz,1445Hz]。

S12、在该取值范围内选取N个频率作为监测信号频率。该步骤的选取原则为：所使用的监测信号频率最好不存在于系统中，以提高监测精度，降低测量难度。考虑到电力系统中广泛存在工频信号的倍频谐波，因此选择各倍频谐波中间位置处的频率用于监测，避免工频谐波干扰。考虑到后续老化特征提取过程，所选用的监测频率个数应多于监测时用到的监测使用的老化程度级数，例如，监测使用的老化程度级数可以选取为6个，则选择监测频率个数N在8～10个即可。

综上所述，考虑到系统中实际装置的采样率限制，本实施例中例如选择监测频率为425Hz，475Hz，525Hz，575Hz，625Hz，675Hz，725Hz和775Hz。

对于上述选择的监测频率，测量得到的共模漏电流与电缆老化程度之间的关系仍然是非线性的，难以直接得到，进一步的，采用主成分分析的方法进行分析。

S2、构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素为监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数，该标准矩阵M可以由下式表示：

式中，

表示监测信号频率为f_N，电缆老化程度为k_ns时通过理论计算或者仿真得到的共模漏电流大小。理论计算时，可以采用上文中提及的电缆中的共模漏电流I_CM公式进行计算理论值，在Y的求解过程中，用k_ns乘以C₀替换公式中的电容C即可。老化程度级数为i的电缆老化程度k_i＝C_i/C₀，C_i表示该老化程度级数下电缆的电容值，C₀表示电缆绝缘完好时的电容值。S3、对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

S4、保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

S5、将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1,0,…,0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

通过比较提取的电缆的老化特征AF，即可实现对电缆老化状态的估计。

下面通过一个示例对本实施例所提方法进行进一步解释。对于一个配电网电缆系统，其参数如表1所示。

表1典型中压电缆参数

当电缆长度为5km，系统变压器漏感为1％系统额定阻抗时，测量得到的单位注入电压下共模漏电流大小如图4(a)所示；当电缆长度为10km，系统变压器漏感为5％系统额定阻抗时，测量得到的单位注入电压下共模漏电流大小如图4(b)所示。监测信号注入电压设为1V。由图4(a)、4(b)可知，测量得到的共模漏电流大小与系统参数和电缆参数具有强耦合关系。当电缆长度较长或系统变压器漏感较大时，难以通过单一频率下对共模漏电流的测量实现对电缆绝缘状态的估计。

使用本发明提出的电缆老化特征提取方法，得到的上述两种情况下的老化特征如图5(a)和图5(b)中的圆形点。由图4可知，使用本专利提出的方法提取的老化特征与电缆老化程度成正相关关系，通过提取的老化特征可以直接对电缆老化程度进行估计。

另外，假设在工业应用中C/C₀＝1.35，测量得到此时的共模漏电流大小并进行老化特征提取，得到的老化特征如图5(a)和图5(b)中的三角形点。可见提取的老化特征位于C/C₀＝1.3和C/C₀＝1.4之间，实现了对电缆老化程度的准确估计。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测装置，该装置的构成框图如图6所示，包括监测信号频率选择模块、标准矩阵构造模块、主成分分析模块、测量特征向量矩阵生成模块、监测模块；其中，

所述监测信号频率选择模块，选择N个频率作为监测信号频率；

所述标准矩阵构造模块，构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素为监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数；

所述主成分分析模块，对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

所述测量特征向量矩阵生成模块，保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

所述监测模块，将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1,0,…，0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

综上所述，本发明涉及一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法及装置，通过配电网系统变压器的中性点向系统中注入多个频率的共模监测电压，测量感应出的多个频率的共模漏电流大小，以得到实际监测的电缆老化特征；在上述过程中，通过对标准矩阵进行主成分分析(PCA)提取老化特征，并进一步得到测量特征向量矩阵，从而利用测量特征向量矩阵和所测量的共模漏电流，实现对老化状态的监测和老化程度的估计。本发明提供的技术方案，通过向系统变压器中性点注入多个频率的监测信号得到多个漏电流测量数据，能够有效克服配电网变压器漏感对电缆在线监测精度的影响；使用主成分分析(PCA)方法提取老化特征，实现对电缆老化状态的定量估计；对监测信号采用共模注入的方式，叠加的信号不会在负载上感应出电流，具有非侵入性；相应地，负载的变化也不会对本方法产生影响，能够在系统多种运行环境下实现对电缆绝缘的有效监测。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测方法，其特征在于，包括步骤：

S1、选择N个频率作为监测信号频率；

S2、构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素包括：监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数；

S3、对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

S4、保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

S5、将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1,0,…,0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，标准矩阵M如下式：

式中，

表示监测信号频率为f_N，电缆老化程度为k_ns时通过理论计算或者仿真得到的共模漏电流大小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、确定监测信号频率的上限和下限，由该上限和下限构成监测信号频率的取值范围；

S12、在该取值范围内选取N个频率作为监测信号频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S11包括：

S111、根据待监测电缆中电磁波的波长与电缆长度确定监测信号频率的上限，该上限远小于使得所述波长与电缆长度相等的频率值；

S112、根据绝缘漏电流大小与注入的监测电压关系确定监测信号频率的下限，该下限大于使得监测电压感应出的绝缘漏电流大于等于预定阈值的频率值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S12包括：

选择各倍频谐波中间位置处的频率作为N个监测信号频率，并且N>ns。

6.一种基于电缆老化特征提取的电缆状态监测装置，其特征在于，包括监测信号频率选择模块、标准矩阵构造模块、主成分分析模块、测量特征向量矩阵生成模块、监测模块；其中，

所述监测信号频率选择模块，选择N个频率作为监测信号频率；

所述标准矩阵构造模块，构造标准矩阵M，所述标准矩阵M中的元素包括：监测信号频率分别为所选择的N个频率f₁……f_N，电缆老化程度为k₁……k_ns时通过标准电缆模型测量到的共模漏电流大小；其中，ns表示监测使用的老化程度级数；

所述主成分分析模块，对该标准矩阵M进行主成分分析，得到以标准矩阵M的主成分作为老化特征的特征向量矩阵W，该特征向量矩阵W通过下式得到：

式中，Λ表示给定的特征值矩阵；

所述测量特征向量矩阵生成模块，保留所述特征向量矩阵W中对应特征值最大的特征向量，将其余特征向量记为0，得到测量特征向量矩阵W’；

所述监测模块，将频率为f₁……f_N的N个监测信号分别注入连接有待监测电缆的系统变压器的中性点，测量其在待监测电缆中分别感应出的N个漏电流值I_CM(f₁)……I_CM(f_N)，利用测量特征向量矩阵W’得到实际监测的电缆老化特征AF：

AF＝[1，0，…,0]×W’[I_CM(f₁)……I_CM(f_N)]^T。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述标准矩阵构造模块中，标准矩阵M如下式：

式中，

表示监测信号频率为f_N，电缆老化程度为k_ns时通过理论计算或者仿真得到的共模漏电流大小。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述监测信号频率选择模块包括上下限确定单元和监测信号频率选择单元；其中，

所述上下限确定单元，确定监测信号频率的上限和下限，由该上限和下限构成监测信号频率的取值范围；

所述监测信号频率选择单元，在该取值范围内选取N个频率作为监测信号频率。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述上下限确定单元，根据待监测电缆中电磁波的波长与电缆长度确定监测信号频率的上限，该上限远小于使得所述波长与电缆长度相等的频率值；

根据绝缘漏电流大小与注入的监测电压关系确定监测信号频率的下限，该下限大于使得监测电压感应出的绝缘漏电流大于等于预定阈值的频率值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述监测信号频率选择单元选择各倍频谐波中间位置处的频率作为N个监测信号频率，并且N>ns。

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