电缆局部放电信号定位装置以及定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及电缆局部放电信号定位装置以及定位方法。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的高速持续发展，电力电缆的敷设回路长度稳步提高，在城市中得到了广泛应用。然而，电力负荷与电压等级日益增长，由电缆局部缺陷导致的绝缘问题对供电质量与社会经济等均构成了极大的威胁。为了监测电缆的绝缘状态并及时发现其局部缺陷，从而预防电缆运行事故的发生，保证电网运行的可靠性，有必要对电缆局部缺陷进行检测。
[0003]电缆局部放电作为电缆线路绝缘故障早期的主要表现形式，被国内外的专家学者以及IEEE、IEC、CIGRE等国际电力权威机构组织一致推荐的评价电缆绝缘状态的最佳试验指标。因此，对电缆局部放电信号进行监测能够有效判定电缆的局部缺陷。
[0004]然而，目前针对电缆局部放电信号的检测装置以计算机为主，大多体积庞大、检测效率较低，并且成本较高，在实际中难以广泛地对电缆的局部缺陷进行快速检查和定位。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对现有电缆局部放电信号定位装置检测效率低、结构复杂的问题，提供一种检测效率高且结构简单的电缆局部放电信号定位装置以及定位方法。
[0006]—种电缆局部放电信号定位装置，包括相互连接的信号采集装置和数据处理装置，其中，所述数据处理装置内置有FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片；
[0007]所述信号采集装置采集输入至电缆的入射波和电缆局部放电信号，所述数据处理装置提取所述入射波对应的特征参数和所述电缆局部放电信号对应的特征参数，比对所述入射波对应的特征参数和所述电缆局部放电信号对应的特征参数，当所述入射波对应的特征参数与所述电缆局部放电信号对应的特征参数匹配时，判定当前所述电缆局部放电信号为所述入射波对应的反射波，所述FPGA芯片计算所述入射波与所述入射波对应的反射波之间的时间差，并根据所述时间差，所述FPGA芯片计算电缆局部放电的位置。
[0008]—种电缆局部放电信号定位方法，包括步骤:
[0009]对电缆施加入射波，采集电缆局部放电信号；
[0010]提取所述入射波对应的特征参数和所述电缆局部放电信号对应的特征参数；
[0011]比对所述入射波对应的特征参数和所述电缆局部放电信号对应的特征参数，当比对所述入射波对应的特征参数和所述电缆局部放电信号对应的特征参数匹配时，判定当前所述电缆局部放电信号为所述入射波对应的反射波；
[0012]FPGA芯片计算所述入射波与所述入射波对应的反射波之间的时间差；
[0013]根据所述时间差，所述FPGA芯片计算电缆局部放电的位置。
[0014]本发明电缆局部放电信号定位装置，包括相互连接的信号采集装置和数据处理装置，数据处理装置内置有FPGA芯片，信号采集装置采集输入至电缆的入射波和电缆局部放电信号，数据处理装置提取入射波对应的特征参数和电缆局部放电信号对应的特征参数，比对两者的特征参数，当两者的特征参数匹配时，判定当前电缆局部放电信号为入射波对应的反射波，FPGA芯片计算入射波与反射波之间的时间差，并根据时间差，FPGA芯片计算电缆局部放电的位置。整个装置，采用简单紧凑的结构，FPGA芯片强大的处理能力，准确、高效检测电缆局部放电的位置。
[0015]另外，本发明还提供一种电缆局部放电信号定位方法，对电缆施加入射波，采集电缆局部放电信号，提取入射波对应的特征参数和电缆局部放电信号对应的特征参数，比对两者的特征参数，当两者的特征参数匹配时，判定当前电缆局部放电信号为入射波对应的反射波，FPGA芯片计算入射波与反射波之间的时间差，根据时间差，FPGA芯片计算电缆局部放电的位置，整过过程采用简单的步骤，FPGA芯片强大的处理能力，准确、高效检测电缆局部放电的位置。
【附图说明】
[0016]图1为本发明电缆局部放电信号定位装置第一个实施例的结构示意图；
[0017]图2为本发明电缆局部放电信号定位装置第二个实施例的结构示意图；
[0018]图3为本发明电缆局部放电信号定位方法第一个实施例的流程示意图；
[0019]图4为本发明电缆局部放电信号定位方法第二个实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种电缆局部放电信号定位装置，包括相互连接的信号采集装置100和数据处理装置200，其中，数据处理装置200内置有FPGA芯片；
[0021]信号采集装置100采集输入至电缆的入射波和电缆局部放电信号，数据处理装置200提取入射波对应的特征参数和电缆局部放电信号对应的特征参数，比对入射波对应的特征参数和电缆局部放电信号对应的特征参数，当入射波对应的特征参数与电缆局部放电信号对应的特征参数匹配时，判定当前电缆局部放电信号为入射波对应的反射波，FPGA芯片计算入射波与入射波对应的反射波之间的时间差，并根据时间差，FPGA芯片计算电缆局部放电的位置。
[0022]对电缆施加入射波，电缆将在出现故障的位置(断裂或局部绝缘性下降超出临界值的位置)发生局部放电现象，电缆局部放电现象会产生相应的反射波，可以通过监测电缆入射波和产生的反射波准确计算电缆局部放电的位置。具体来说，入射波优选的为高压脉冲信号。
[0023]工作时，施加入射波(高压脉冲信号)至电缆，电缆在故障位置发生局部放电现象，生成电缆局部放电信号，信号采集装置100采集施加至电缆的入射波和电缆发生局部放电现象生成的电缆局部放电信号，信号采集装置100将这些采集到的数据存储并输出至数据处理装置200，数据处理装置200对入射波和电缆局部放电信号进行特征参数提取，比对入射波的特征参数和电缆局部放电信号的特征参数，当两者匹配时，即判定当前电缆局部放电信号为入射波对应的反射波，FPGA计算入射波与反射波的时间差，具体来说，是入射波和反射波到达检测端口的时间差，FPGA芯片，根据时间差计算电缆局部放电的位置。优选的，可以根据时间差采用行波法和峰值匹配法计算电缆局部放电的位置。
[0024]本发明电缆局部放电信号定位装置，包括相互连接的信号采集装置100和数据处理装置200，数据处理装置200内置有FPGA芯片，信号采集装置100采集输入至电缆的入射波和电缆局部放电信号，数据处理装置200提取入射波对应的特征参数和电缆局部放电信号对应的特征参数，比对两者的特征参数，当两者的特征参数匹配时，判定当前电缆局部放电信号为入射波对应的反射波，FPGA芯片计算入射波与反射波之间的时间差，并根据时间差，FPGA芯片计算电缆局部放电的位置。整个装置，采用简单紧凑的结构，FPGA芯片强大的处理能力，准确、高效检测电缆局部放电的位置。
[0025]如图2所示，在其中一个实施例中，信号采集装置100包括相互的连接的探针120和数据采集卡140，数据采集卡140与数据处理装置200连接。
[0026]探针120用于感应、采集信号，数据采集卡140用于将感应、采集到的信号收集、汇总以及存储备份。在实际操作中，探头120能够满足1kV及以上电压等级的振荡波电压与局部放电信号的测量，数据采集卡140采样率为100MHz，能够保证局部放电信号特征的完整性。
[0027]如图2所示，在其中一个实施例中，电缆局部放电信号定位装置还包括信号预处理装置300，信号采集装置100通过信号预处理装置300与数据处理装置200连接，所述信号预处理装置内置有另一 FPGA芯片；
[0028]信号预处理装置300用于米用FFT (Fast Fourier Transformat1n，快速傅氏变换)滤波与小波分析算法，对电缆局部放电信号进行消除噪声处理。信号预处理装置可以内置另外一个FPGA芯片，利用FPGA强大的运算处理能力来对信号进行预处理。
[0029]电缆局部放电信号在实际操