[发明专利]一种用于电缆局部微弱物理损伤定位的方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于电缆局部微弱物理损伤定位的方法及装置，能够提升物理缺陷对分布参数的影响效果，具有更高的空间分辨率，可以更好反映出电缆微弱物理损伤，且定位精度高，误判点大幅降低甚至是没有误判点。该方法包括：通过SMA连接器处理被测电缆终端接头；根据被测电缆长度设置扫频信号带宽，以获取被测电缆的S参数和输入阻抗谱；根据输入阻抗谱计算被测电缆传输系数；根据S参数和电缆传输系数构建改进型传递函数，并获取相应的改进型传递函数谱；对改进型传递函数谱进行积分变换，将使改进型传递函数谱横坐标由频域变为空间域；计算变化率，根据电缆局部微弱缺陷定位曲线上的畸变峰值来确定损伤处具体位置。

技术领域

本发明涉及电缆局部微弱物理损伤定位技术领域，尤其涉及一种用于电缆局部微弱物理损伤定位的方法及装置。

背景技术

随着电缆在各类电气系统的使用量逐年上升且占据了重要位置，每年因电缆直接或间接事故造成的损失高达上千亿元。电缆的运行状态与电力系统的安稳运行有着紧密的关系。

在实际运行中，电缆常由于机械、高温、潮湿等原因产生老化、磨损等不同损伤进而引发各种微弱物理损伤，这些微弱(例如，长度小于0.1米)的损伤一旦恶化将对电力系统正常运行造成严重影响。所以及时发现电缆局部微弱物理损伤具有重要意义。

现有电缆故障定位方法多为时域反射分析法，其向电缆发射脉冲信号，通过记录往返时间进行故障定位，但是由于反射信号强弱与电缆故障阻抗不匹配度成正比，对于较为微弱的损伤时域反射分析法无法有效进行反射信号的识别和提取，同时信号往返时间的确定也会存在误差，对于较长、损伤较为微弱的电缆该方法效果不太显著。近年有学者通过输入阻抗进行故障定位，但由于低频率情况下的遮蔽效应较为严重，对于电缆首末端的故障定位效果尚未可知。故开发电缆损伤定位新方法具有重大意义。

授权公告号为CN104025467B的中国发明专利公开了一种用于对在电信线内的损伤进行定位的方法和设备，其基于在与受损的电信线相同的捆绑器内驻留的邻近的其他线之间的串扰，通过确定串扰传递函数的周期来确定可能的损伤位置。然而，该方案空间分辨率较低，尤其是当局部损伤位于电缆首末端时的定位准确率较低。

发明内容

本发明的目的之一至少在于，针对如何克服上述现有技术存在的问题，提供一种用于电缆局部微弱物理损伤定位的方法及装置，能够提升物理缺陷对分布参数的影响效果，具有更高的空间分辨率，可以更好反映出电缆微弱物理损伤，且定位精度高，误判点大幅降低甚至是没有误判点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下各方面。

一种用于电缆局部微弱物理损伤定位的方法，其包括：

通过SMA连接器处理被测电缆终端接头，使线芯与铜屏蔽层形成回路；根据被测电缆长度设置扫频信号带宽，以获取被测电缆的S参数和输入阻抗谱；

根据输入阻抗谱计算被测电缆传输系数；根据S参数和电缆传输系数构建改进型传递函数，并获取相应的改进型传递函数谱；对改进型传递函数谱进行积分变换，将使改进型传递函数谱横坐标由频域变为空间域；

将被测电缆的改进型传递函数谱积分变换后图像与被测电缆无损伤情况下积分变换后图像作差来计算变化率，得到被测电缆局部微弱缺陷定位曲线图；根据电缆局部微弱缺陷定位曲线上的畸变峰值来确定损伤处具体位置。

优选的，扫频信号的最低频率其中l为被测电缆长度，c为光速。

优选的，扫频信号的最高频率设置为500MHz。