[发明专利]基于复小波奇异性检测的电缆早期故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中一种基于复小波奇异性检测的电缆早期故障检测的方法。

背景技术

随着现代城市建设的发展，电缆在城网供电中所占的份量也越来越重，已逐步取代了架空供电裸线，被广泛应用于配电网。

在实际运行过程中，许多用电设备对供电可靠性要求比较苛刻，供电系统发生故障会导致非常严重的后果；这就要求供电系统发生故障能提前预警并能快速恢复。电缆容易因局部放电、闪络等引发自身永久性故障从而导致供电系统的故障，在电缆即将发生永久性故障时，供电系统已处于危险的状态，此时操作者难以将供电系统工况恢复到正常状态，即使能将工况恢复到正常状态，也会严重影响供电系统的运行。实际上，供电系统中的电缆有相当大的一部分是处于绝缘损伤、局部老化、接头接触不良等带病运行状态。检测出电缆的早期故障(带病状态)可以对有缺陷的电缆进行预警，并可在故障发生前采取措施，避免存在隐患的电缆重复出现电压暂态，大大减少永久性故障所造成的损失，对提高电网运行的安全性、延长电缆运行寿命，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于复小波奇异性检测的电缆早期故障检测方法，该方法能有效的检测出电缆的早期故障，以便对有缺陷的电缆进行预警，并在故障发生前采取措施，避免存在隐患的电缆重复出现电压暂态，大大减少永久性故障所造成的损失，对提高电网运行的安全性、延长电缆运行寿命。

本发明为解决其技术问题，所采用的技术方案是一种基于复小波奇异性检测的电缆早期故障检测方法，其步骤为：

A、对配电网中待检测电缆的电流信号进行采集，采样频率10KHz以上，得到待检测电缆的采样电流信号i(t)，其中t表示采样时刻；

B、利用复小波对采样电流信号i(t)进行N层离散小波分解，得到第n个分解层上的小波变换系数W_n(a，b)，其中，a为小波变换的尺度参数，b为时间平移参数，n＝1，2，…，N；N≥32；

C、实时提取每个分解层上的小波系数W_n(a，b)的幅值，并跟踪各个分解层上的小波系数幅值的模极大值的出现时刻；当各分解层均在同一时刻出现模极大值，则判定该时刻发生了早期故障，随后至少还有一个时刻各分解层均出现模极大值，最后一个各分解层均出现模极大值的时刻即为早期故障的结束时刻。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

当电缆处于绝缘损伤、局部老化、接头接触不良等带病状态时，会随机发生电流的暂态突变现象而表现出早期故障。早期故障发生阶段，电流信号间断或某阶导数不连续，本发明通过复小波变换有效、准确的找出各分解层均出现模极大值的时刻，该时刻即为电流信号间断或某阶导数不连续的时刻，从而准确发现电缆早期故障的发生及结束时刻。进而根据早期故障的发生频率及持续时间可以判断出早期故障的严重程度，给出相应预警信号，并指导操作人员采取相应的增强绝缘、加固接头等措施，以避免存在隐患的电缆重复出现电压暂态，大大减少永久性故障的发生，从而减少损失，提高电网运行的安全性，延长电缆运行寿命。

上述的B步中，利用复小波对电流信号i(t)进行N层离散小波分解，得到第n分解层上的小波变换系数W_n(a，b)的方法是：

Wn(a,b)=∫-∞+∞i(t)·1aψ‾(t-ba)dt]]>