[发明专利]一种通过插值卷积计算精确定位电力电缆故障位置的方法

说明书

技术领域

一种通过插值卷积计算精确定位电力设备故障位置的方法，尤其涉及定位如GIS、电力电缆、架空线等分布式设备放电性故障的方法，属于电学通信技术领域。

背景技术

电力设备，尤其如GIS、电力电缆、架空线等分布式设备，都会一定概率发生放电性故障，如电力电缆电力设备等就会产生放电性故障。

电力电缆故障测距在原理上可分为两大类：行波法和阻抗法。现有的技术由于行波采样率受到限制，使得故障定位在一个较大的范围。本发明主要是基于行波法，提出一种利用卷积插值，提高检测精度的方法。而通过本技术可以大大缩小故障范围，为快速寻找故障点提供较大帮助。

行波法测距利用行波在测量点到故障点之间往返一次的时间，经过简单运算即可得到距离。行波法具体分为两类：第一类是利用电压行波信号的方法。其方法是使电缆故障点在直流高压或脉冲高压信号的作用下击穿，然后通过观察放电脉冲在观察点与故障点之间往返一次的时间测距。第二类是采用电流行波信号的测距方法。这类方法与前一类方法的区别在于，前者通过一线性电流耦合器测量电缆故障击穿时产生的电流信号，传感器耦合出的电流波形也较容易分辨。我们采用的方法是电流行波进行故障测距。其测距精度基本不受线路的故障位置、故障类型、线路长度、接地电阻等因素的影响它依据的公式主要为:

l1=L-(t2-t1)v2]]> 和l2=L-(t1-t2)v2]]>，

公式中：l₁和l₂分别为故障点到两端的距离；t为行波到达线路两端的时间。从公式中我们可以看到，找到故障点的关键是找到电流波到达的时间差（即t₁-t₂）。而到达电缆两端的波形其实是同一故障点发出的电流波，寻找到达两端的两个波形的相关性最大点，就是找到同一波形的自相关最大点。确定波形相关性的公式为。公式中：R_xy是X、Y两个序列相关性的值，X_n与Y_n是序列中对应的每一个数值，m与n代表序列中的第几个数，Y^*代表数列中数值的共轭，E代表期望值。

从公式中可知，找到的自相关最大点其实就是两端波形到达相差的点数（若采样率为1Mhz，电流波传播速度为3×108m/s，则每两点间的距离L=V×T=V/f=300m）。根据相差点数以及实际两点间代表的距离，既可求出故障点位置。

发明内容

本发明通过对信号采样后，进行插值与卷积计算，可以提高故障定位精度，为故障准确定位提供很大的帮助。

一种通过插值卷积计算精确定位电力电缆故障位置的方法，该方法步骤如下：

1、选取实际运行故障时的波形（电流波、电压波、电磁波等波形都可以）数据x；用Matlab画出数据二维图；

2、对波形数据进行卷积计算，初步定位故障位置；

3、对波形数据进行插值，再次进行卷积计算，精确定位故障位置。