CN117970029A - 基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法及系统，涉及电力电缆技术领域，该方法包括：获取待检测电力电缆的电缆类型；根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。本发明实施例通过对行波信号的分析，可以确定故障的位置和类型，从而为维修人员提供准确的故障信息，提高故障检测效率。

Description

基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法及系统

技术领域

本发明实施例涉及电缆技术领域，具体涉及一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法及系统。

背景技术

电力电缆故障诊断是一种用于检测和识别电缆系统中故障的技术和方法。它对于确保煤矿、船舶、高压电力系统等领域的电力供应安全和稳定运行至关重要。故障诊断的主要目的是在电缆发生故障时，能够迅速、准确地找到故障位置和原因，以便及时进行修复，降低故障带来的损失。

现有方式一般是通过分析电缆的电气特性，如绝缘电阻、介质损耗角正切、直流耐压和冲击耐压等，来判断电缆是否存在故障，但是这种判断方式工作效率较低，且能够检测的电缆故障的类型有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明实施例的目的在于提供一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法及系统，其通过对行波信号的分析，可以确定故障的位置和类型，从而为维修人员提供准确的故障信息，提高故障检测效率。

为解决上述问题，本发明实施例第一方面公开一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，包括：

获取待检测电力电缆的电缆类型；

根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；

在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；

根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，所述根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数，包括：

根据电缆类型和几何结构，选择相应的传输线模型建立目标传输线模型；

确定目标传输线模型的边界条件；

利用有限元法求解目标传输线模型，得到电缆中电磁波的传播特性；

根据所述电缆中电磁波的传播特性，生成预测行波参数。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性，包括：

在待检测电力电缆上安装传感器采集行波信号；

对采集到的行波信号进行预处理；

通过小波变换分析预处理后的行波信号，提取出行波成分；

结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，在待检测电力电缆上安装传感器，包括：

在安装位置处，拆卸电力电缆的绝缘层，选择合适的传感器并将所述传感器固定在电缆上；

安装完成后，对所述传感器进行测试。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，对采集到的行波信号进行预处理，包括：

通过信号滤波对所述行波信号进行滤波处理；

对滤波处理后的行波信号进行去噪处理，以消除随机噪声；

对去噪处理后的行波信号进行放大处理。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，通过小波变换分析预处理后的行波信号，提取出行波成分，包括：

选择合适的小波基函数；

根据信号的复杂程度和需求，确定小波变换的分解层数N；

利用选定的小波基函数对预处理后的行波信号进行N层的小波分解；

在小波变换的结果中得到行波成分。

作为较佳的实施例，在本发明实施例的第一方面中，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性，包括：

根据电力电缆的几何结构和电气参数，建立折反射模型；

通过折反射模型，计算行波信号在遇到电缆部位时的折反射系数；

基于折反射系数对行波成分进行修正。

本发明实施例第二方面公开了一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断系统，包括：

获取单元，用于获取待检测电力电缆的电缆类型；

创建单元，用于根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；

分析单元，用于在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；

判断单元，用于根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

本发明实施例第三方面公开一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并能在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述本发明实施例第一方面公开的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。

本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行上述本发明实施例第一方面公开的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。

本发明实施例第五方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述本发明实施例第一方面公开的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。

本发明实施例第六方面公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述本发明实施例第一方面公开的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：

本发明实施例通过建立传输线模型、采集行波信号、分析行波传播特性等，根据预测行波参数和实际行波信号的传播特性的结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型，有效地诊断了电力电缆的故障。这种方法具有准确度高、操作简便等优点，可以为电力系统的稳定运行提供有力的支持。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的电缆中行波信号的传播特性分析的流程示意图；

图3是本发明实施例二公开的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断系统的结构示意图；

图4是本发明实施例三公开的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本具体实施方式仅仅是对本发明实施例的解释，其并不是对本发明实施例的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明实施例的权利要求范围内都受到专利法的保护。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它的任何变形，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。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本发明实施例通过建立传输线模型、采集行波信号、分析行波传播特性等，根据预测行波参数和实际行波信号的传播特性的结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型，有效地诊断了电力电缆的故障。这种方法具有准确度高、操作简便等优点，可以为电力系统的稳定运行提供有力的支持，以下结合附图进行详细描述。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明一个实施例公开的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的流程示意图。如图1所示，该基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法包括：

S110、获取待检测电力电缆的电缆类型。

电力电路大致有以下几种类型：单模电缆、多模电缆、阻抗匹配电缆、非阻抗匹配电缆。

其中，单模电缆的行波特征是在电缆中只有一种行波模式传播。在单模电缆中，纵向模态是主要的行波传播模式。多模电缆的行波特征是在电缆中有多种行波模式传播。

在多模电缆中，除了纵向模态外，还可能存在横向模态、扭转模态等。

阻抗匹配电缆的行波特征是在电缆的输入和输出端，行波的传播阻抗与负载阻抗相匹配。这种电缆可以减少行波在传播过程中的反射和衰减，提高电缆的传输性能。

非阻抗匹配电缆的行波特征是在电缆的输入和输出端，行波的传播阻抗与负载阻抗不匹配。这种电缆可能会导致行波在传播过程中的反射和衰减，降低电缆的传输性能。

S120、根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数。

不同类型的电缆具有不同的传输特性，因此选择正确的传输线模型是至关重要的。因此，可以根据电缆类型以及待检测电力电缆的几何结构确定选择相应的传输线模型建立目标传输线模型。例如，同轴电缆通常使用分布参数模型，而平行线电缆则使用集总参数模型。

目标传输线模型需要考虑到电缆的几何结构、电导率、相对介电常数等参数。例如，在建立同轴电缆的目标传输线模型时，需要考虑内外导体之间的电场、磁场以及介质中的电流分布。

由于边界条件例如终端阻抗、短路、开路等对电缆的传输特性有着重要的影响，因此，正确的边界条件设置能够保证传输线模型的准确性。在本发明较佳的实施例中，根据待检测电力电缆的实际情况确定各个边界条件。

有限元法是一种常用的数值分析方法，能够求解复杂的电磁场问题。通过求解目标传输线模型，可以得到电缆中的电压、电流、相位等参数，进而了解电磁波在电缆中的传播特性。

可以将连续的目标传输线模型离散化成有限个单元，每个单元用有限元方法进行求解。离散化过程包括选择合适的单元类型、节点分布和形函数。然后设定需要求解的变量，如电压、电流等。在有限元方法中，这些变量通常是在每个节点上的值。

根据目标传输线模型和边界条件，建立刚度矩阵。刚度矩阵描述了节点间的相互作用力和电磁波的传播特性。利用有限元方法，求解刚度矩阵对应的方程。求解过程可以是迭代法、高斯消去法等。

求解后，可以得到电磁波在电缆中的传播特性，从而可以得到一些行波参数，例如行波系数、衰减常数、传播速度、波形参数(例如峰值、谷值、周期、谐波含量等)、折反射系数等，它们能够反映电磁波在电缆中的传播特性。通过这些参数，记为预测行波参数，可以对电缆的传输性能进行评估和预测，其可以为实际应用提供重要的参考依据。

S130、在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性。

请参照图2所示，其可以包括以下步骤：

S131、选择合适的传感器包括行波测距仪、脉冲电流发生器、高频电流互感器等，在安装位置处，拆卸电缆的绝缘层，将传感器固定在电缆上。

根据传感器的要求，准备相应的安装工具和材料，如螺丝、螺母、绝缘套管、导线等。根据电缆的走向和传感器的工作原理，确定传感器的安装位置。一般来说，传感器应安装在电缆的接地点、分支点或其他关键位置附近。在安装位置处，拆卸电缆的绝缘层，露出电缆的金属导体。注意在拆卸绝缘层时要小心，避免损坏电缆。将传感器固定在电缆上，使传感器的探测端与电缆的金属导体紧密接触。使用螺丝、螺母等连接件将传感器与电缆固定在一起。

安装完成后，对传感器进行测试，以确保其正常工作。测试内容包括检查传感器与监测设备的连接是否正常、传感器是否能够准确采集到电缆中的行波信号等。

S132、对传感器采集的行波信号进行预处理。

预处理包括但不限于滤波处理、去噪处理以及放大处理。

为了消除高频噪声和干扰，通常需要通过信号滤波对行波信号进行处理。滤波器可以选择低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等，根据具体需求选择合适的滤波器。

去噪处理，可以消除随机噪声。去噪方法包括均值滤波、中值滤波、小波去噪等，可以根据信号的特点选择合适的去噪方式。

对信号进行放大处理，可以提高信号的可读性和分析精度。根据信号的幅值范围和所需的放大倍数，选择合适的放大器或放大电路。

S133、通过小波变换分析预处理后的行波信号提取出行波成分。

在小波变换中，需要选择合适的小波基函数，以及分解层数。

小波基函数的选择对于小波变换的性能至关重要。常见的小波基函数包括Haar小波、Daubechies小波、Morlet小波等。选择合适的小波基函数需要考虑信号的特性、频域特性以及计算复杂度等因素。例如，对于具有突变特性的信号，可以选择Haar小波，因为它具有简单的计算方式和较好的时间定位能力；而对于需要保留更多细节的信号，可以选择Daubechies小波或Morlet小波等具有更好频域特性的小波基函数。

小波变换的分解层数N需要根据信号的复杂程度和需求来确定。对于简单的信号，可以选择较少的分解层数，以减少计算量和存储空间；而对于复杂的信号，需要选择更多的分解层数，以获得更丰富的细节信息。在确定分解层数N时，需要考虑信号的特性、频域特性以及计算复杂度等因素。

利用选定的小波基函数对信号进行N层的小波分解是小波变换的核心步骤。小波分解可以将信号分解成不同频率和不同时间段的成分，从而揭示信号的内部结构和特性。在分解过程中，需要选择合适的小波基函数和分解层数N，以获得最佳的分解效果。

在小波变换的结果中，可以得到行波成分。行波成分是指在不同频率和不同时间段的信号成分，可以反映信号的内部结构和特性。通过对行波成分的分析和处理，可以对信号进行滤波、去噪、压缩等操作，从而提取出有用的信息。

S134、结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波的传播特性。

首先根据电缆的几何结构和电气参数进行考虑。它需要对电缆的直径、长度、分支情况以及绝缘层等信息进行详细的分析，以便准确地描述电缆的折反射特性。

然后，通过折反射模型，计算行波在遇到电缆的分支、接头等部位时的折反射系数。具体可以设定入射波的类型和参数，如频率、幅度、极化等。入射波可以是电缆中传播的原始信号或从其他设备输入的信号。然后根据折反射模型和入射波参数，计算出行波在遇到电缆的分支、接头等部位时的反射系数。反射系数描述了行波在遇到这些结构时的反射程度。

最后，基于折反射系数对行波成分进行修正。具体来说，可以将原始行波分解为多个行波成分，然后根据折反射系数调整这些行波成分的幅度和相位，以反映它们在经过特定部位后的实际传播情况。

S140、根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

预测行波参数可以视为待检测电力电缆正常状态下行波模态参数，而行波信号的传播特性是待检测电力电缆工作时的模态参数，将待检测电力电缆正常状态下行波模态参数以及工作时的模态参数进行比对，如果存在明显差异，则判断电力电缆可能存在故障。

如果判断电缆存在故障，还需要进一步确定故障的位置。通过分析行波的传播速度、波形、幅值等参数，结合电缆的折反射特性，可以大致确定故障的位置。

具体可以先测量电力电缆实际行波的传播速度，可以初步判断故障是否发生。然后对电缆实际行波波形进行定量分析，计算波形参数，如峰值、谷值、周期、谐波含量等。这些参数可以用来进一步评估电缆的状态和故障情况。行波的幅值与电缆的电气特性及故障状况也有关。当电缆发生故障时，行波的幅值可能会发生变化。通过测量行波的幅值，可以进一步确认故障的发生。

分析电缆实际行波在电缆中的折反射特性，可以确定故障位置的大致范围，比如可以将折反射特性和目标传输线模型进行比较，目标传输线模型中不存在的折反射点即为故障点。

实施例二

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断系统的结构示意图。如图3所示，该基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断系统可以包括：

获取单元210，用于获取待检测电力电缆的电缆类型；

创建单元220，用于根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；

分析单元230，用于在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；

判断单元240，用于根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

优选地，所述创建单元220，可以包括：

根据电缆类型和几何结构，选择相应的传输线模型建立目标传输线模型；

确定目标传输线模型的边界条件；

利用有限元法求解目标传输线模型，得到电缆中电磁波的传播特性；

根据所述电缆中电磁波的传播特性，生成预测行波参数。

优选地，所述分析单元230，可以包括：

采集子单元，用于在待检测电力电缆上安装传感器采集行波信号；

预处理子单元，用于对采集到的行波信号进行预处理；

小波变换子单元，用于通过小波变换分析预处理后的行波信号，提取出行波成分；

分析子单元，用于结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性。

优选地，采集子单元，可以包括：

在安装位置处，拆卸电力电缆的绝缘层，选择合适的传感器并将所述传感器固定在电缆上；

安装完成后，对所述传感器进行测试。

优选地，预处理子单元，可以包括：

通过信号滤波对所述行波信号进行滤波处理；

对滤波处理后的行波信号进行去噪处理，以消除随机噪声；

对去噪处理后的行波信号进行放大处理。

优选地，小波变换子单元，可以包括：

选择合适的小波基函数；

根据信号的复杂程度和需求，确定小波变换的分解层数N；

利用选定的小波基函数对预处理后的行波信号进行N层的小波分解；

在小波变换的结果中得到行波成分。

优选地，分析子单元，可以包括：

根据电力电缆的几何结构和电气参数，建立折反射模型；

通过折反射模型，计算行波信号在遇到电缆部位时的折反射系数；

基于折反射系数对行波成分进行修正。

实施例三

请参阅图4，图4示出了可以用来实施本发明实施例的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的或/和者要求的本发明实施例的实现。

如图4所示，电子设备包括至少一个处理器310，以及与至少一个处理器310通信连接的存储器，如ROM(只读存储器)320、RAM(随机访问存储器)330等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器310可以根据存储在ROM 320中的计算机程序或者从存储单元380加载到随机访问存储器RAM 330中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 330中，还可存储电子设备操作所需的各种程序和数据。处理器310、ROM320以及RAM 330通过总线340彼此相连。I/O(输入/输出)接口350也连接至总线340。

电子设备中的多个部件连接至I/O接口350，包括：输入单元360，例如键盘、鼠标等；输出单元370，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元380，例如磁盘、光盘等；以及通信单元390，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元390允许电子设备通过诸如因特网的计算机网络或/和各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器310可以是各种具有处理和计算能力的通用或/和专用处理组件。处理器310的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器310执行上文实施例一描述的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的一个或多个步骤。

在一些实施例中，一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元380。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 320或/和通信单元390而被载入或/和安装到电子设备上。当计算机程序加载到RAM 330并由处理器310执行时，可以执行上文实施例一描述的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器310可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、或/和它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行或/和解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明实施例的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图或/和框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明实施例的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

以上对本发明公开的一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法、装置、电子设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，其包括以下步骤：

获取待检测电力电缆的电缆类型；

根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；

在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；

根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

2.根据权利要求1所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，所述根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数，包括：

根据电缆类型和几何结构，选择相应的传输线模型建立目标传输线模型；

确定目标传输线模型的边界条件；

利用有限元法求解目标传输线模型，得到电缆中电磁波的传播特性；

根据所述电缆中电磁波的传播特性，生成预测行波参数。

3.根据权利要求1所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性，包括：

在待检测电力电缆上安装传感器采集行波信号；

对采集到的行波信号进行预处理；

通过小波变换分析预处理后的行波信号，提取出行波成分；

结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性。

4.根据权利要求3所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，在待检测电力电缆上安装传感器，包括：

在安装位置处，拆卸电力电缆的绝缘层，选择合适的传感器并将所述传感器固定在电缆上；

安装完成后，对所述传感器进行测试。

5.根据权利要求3所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，对采集到的行波信号进行预处理，包括：

通过信号滤波对所述行波信号进行滤波处理；

对滤波处理后的行波信号进行去噪处理，以消除随机噪声；

对去噪处理后的行波信号进行放大处理。

6.根据权利要求3所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，通过小波变换分析预处理后的行波信号，提取出行波成分，包括：

选择合适的小波基函数；

根据信号的复杂程度和需求，确定小波变换的分解层数N；

利用选定的小波基函数对预处理后的行波信号进行N层的小波分解；

在小波变换的结果中得到行波成分。

7.根据权利要求3所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法，其特征在于，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性，包括：

根据电力电缆的几何结构和电气参数，建立折反射模型；

通过折反射模型，计算行波信号在遇到电缆部位时的折反射系数；

基于折反射系数对行波成分进行修正。

8.一种基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断系统，其特征在于，其包括：

获取单元，用于获取待检测电力电缆的电缆类型；

创建单元，用于根据电缆类型和待检测电力电缆的几何结构建立电缆的传输线模型，并生成对应的预测行波参数；

分析单元，用于在电缆上安装相应的传感器来采集电缆中的行波信号，结合电缆的折反射规律，分析电缆中行波信号的传播特性；

判断单元，用于根据预测行波参数和行波信号的传播特性的比对结果，判断电缆是否存在故障以及故障的位置和类型。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并能在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求1-7任意一项所述的基于多模态行波传输的电力电缆故障诊断方法的步骤。