一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法
【专利摘要】本发明涉及一种识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，属于电力系统输电设备故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，具体是基于特征图谱采用信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图法识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法。包括依据相位谱图的时间积累效应，找出相位相关的重复频次高的打点图，将干扰信号和绝缘缺陷信号进行初步判别；通过FFT图进行信号的中心频率和带宽的选择，进行全频带范围的扫描，同时观察相位谱图的打点情况，将干扰信号排除在外；通过脉冲图与特诊图谱比对识别，准确进行绝缘缺陷类型的识别。无需通过后期计算迅速识别高压电缆的故障类型，提高电缆检测效率和准确性。
【专利说明】
一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，属于电力系统输电设备故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，具体是基于特征图谱采用信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图法识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法。
【背景技术】
[0002]随着城市的不断发展，电网的建设规模也越来越大，各大供电公司需要通过电网将电能输送到城市的每一个角落，因此电缆作为电力系统的重要设备尤其66kV及以上的高压电力电缆的安全运行尤为重要。在现场高压电缆的检测时，高压电缆无法像实验室里可用屏蔽室等手段来抑制外部开扰，而且与高压电缆相连的各种电力设备产生的干扰信号都会通过高压电缆传播，无法像实验室设备一样保证设备本身无干扰和无局放，给识别高压电缆绝缘缺陷类型带来不便，同时高压电缆缺陷类型有很多种，而传统的绝缘缺陷类型是检测人员根据经验进行判断。当高压电缆发现绝缘缺陷时，无法识别高压电缆缺陷类型给高压电缆的检修工作带了不便。
【发明内容】
[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，该方法是基于高压电缆典型缺陷的特征图谱根据信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图识别法不需要进行计算从而快速的排除干扰信号识别高压电缆绝缘缺陷类型，可以有效的提高电缆的检测效率。
[0004]为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是:
一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，包括以下几个步骤:
步骤1:将高压电缆检测设备采集的信号脉冲以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标实时的以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布形状的不同加以区分；
步骤2:信号频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，以最高采样率100MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布形状加以区分；
步骤3:根据信号相位图谱的时间积累效应，找出相位相关的重复频次高的打点图，对干扰信号和绝缘缺陷信号进行初步识别；
步骤4:假如参照信号相位图谱不能判别信号的类型，则通过FFT图进行信号的中心频率和带宽的选择，进行全频带范围的扫描，同时观察信号相位图谱的打点情况，参照干扰信号特征图谱进行识别；
步骤5:根据步骤3和步骤4能够识别出信号不是干扰信号，则将信号脉冲完整采集形成信号脉冲图谱，然后根据比对典型高压电缆内部绝缘缺陷特征图谱确认缺陷类型。
[0005]所述高压电缆内部绝缘缺陷信号类型和干扰信号的识别是基于典型缺陷类型和干扰的特征图谱库进行识别。
[0006]所述信号相位图谱是用来初步判定信号脉冲是否是高压电缆内部绝缘缺陷信号还是干扰信号。
[0007]所述信号频率响应图通过频谱分析得出FFT波形用来结合信号相位图谱进一步初步判定信号脉冲是否是绝缘缺陷信号还是干扰信号。
[0008]经过所述信号频率响应图和信号相位图谱排除干扰信号，利用信号脉冲图比对典型缺陷特征图谱确认放电类型。
[0009]所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，包括:基于已经初步建立的高压电缆典型缺陷和干扰的典型缺陷特征谱图库，采用信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图法识别电缆内部缺陷，相位谱图反映了放电信号与电压的相位同步关系；信号频率响应图完全区分了放电信号与干扰信号；信号脉冲图上可以捕捉到典型的放电脉冲;三图识别法就是通过上述的三个谱图进行局部放电的分析和判断，然后确定高压设备的运行状况;相位谱图以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标，实时的将信号脉冲以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布情况的不同加以区分;频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，以最高采样率100MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布情况加以区分;信号脉冲图是将单个脉冲进行完整的采集，依据高压电缆绝缘缺陷的特征图谱进行缺陷的识别，同时利用该信号发射脉冲和反射脉冲的时间间隔，进行绝缘缺陷点的定位。
[0010]本发明的有益效果是，基于高压电缆绝缘缺陷类型的特征图谱，通过信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图识别法可以有效的排除干扰信号，无需通过后期计算迅速的识别出高压电缆的故障类型，可以提高电缆检测效率和准确性。
[0011 ]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
【附图说明】
[0012]图1是本发明识别高压电缆绝缘缺陷的流程框图。
【具体实施方式】
[0013]本发明是一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，如图1所示，本发明的识别方法包括以下步骤:
步骤1:将高压电缆检测设备采集的信号脉冲以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标实时的以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布形状的不同加以区分。
[0014]步骤2:信号频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，然后以最高采样率100MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布形状加以区分。
[0015]所述信号频率响应图通过频谱分析得出FFT波形用来结合信号相位图谱进一步初步判定信号脉冲是否是绝缘缺陷信号还是干扰信号。
[0016]经过信号频率响应图和信号相位图谱排除干扰信号，利用信号脉冲图比对典型缺陷特征图谱确认放电类型。
[0017]步骤3:根据信号相位图谱的时间积累效应，找出相位相关的重复频次高的打点图，对干扰信号和绝缘缺陷信号进行初步识别。
[0018]所述信号相位图谱是用来初步判定信号脉冲是否是高压电缆内部绝缘缺陷信号还是干扰信号。
[0019]步骤4:假如参照信号相位图谱不能判别信号的类型，则通过FFT图进行信号的中心频率和带宽的选择，进行全频带范围的扫描，同时观察信号相位图谱的打点情况，参照干扰信号特征图谱进行识别。
[0020]步骤5:根据步骤3和步骤4能够识别出信号不是干扰信号，则将信号脉冲完整采集形成信号脉冲图谱，然后根据比对典型高压电缆内部绝缘信号缺陷特征图谱确认缺陷类型，同时依据该频率范围内的放电量幅值和打点图的模型进行缺陷严重程度识别，同时利用该信号发射脉冲和反射脉冲的时间间隔，进行绝缘缺陷点的定位。
[0021]所述高压电缆内部绝缘缺陷信号类型和干扰信号的识别是基于典型缺陷类型和干扰的特征图谱库进行识别。
[0022]实施时，基于已经初步建立的高压电缆典型缺陷和干扰的典型缺陷特征谱图库，采用信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图法识别电缆内部缺陷。相位谱图反映了放电信号与电压的相位同步关系；信号频率响应图完全区分了放电信号与干扰信号;信号脉冲图上可以捕捉到典型的放电脉冲。三图识别法就是通过上述的三个谱图进行局部放电的分析和判断，然后确定高压设备的运行状况。相位谱图以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标，实时的将信号脉冲以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布情况的不同加以区分;频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，以最高采样率100MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布情况加以区分；信号脉冲图是将单个脉冲进行完整的采集，依据高压电缆绝缘缺陷的特征图谱进行缺陷的识别，同时利用该信号发射脉冲和反射脉冲的时间间隔，进行绝缘缺陷点的定位。
【主权项】
1.一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:包括以下步骤: 步骤1:将高压电缆检测设备采集的信号脉冲以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标实时的以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布形状的不同加以区分； 步骤2:信号频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，以最高采样率10MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布形状加以区分； 步骤3:根据信号相位图谱的时间积累效应，找出相位相关的重复频次高的打点图，对干扰信号和绝缘缺陷信号进行初步识别； 步骤4:假如参照信号相位图谱不能判别信号的类型，则通过FFT图进行信号的中心频率和带宽的选择，进行全频带范围的扫描，同时观察信号相位图谱的打点情况，参照干扰信号特征图谱进行识别； 步骤5:根据步骤3和步骤4能够识别出信号不是干扰信号，则将信号脉冲完整采集形成信号脉冲图谱，然后根据比对典型高压电缆内部绝缘缺陷特征图谱确认缺陷类型。2.根据权利要求1所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:所述高压电缆内部绝缘缺陷信号类型和干扰信号的识别是基于典型缺陷类型和干扰的特征图谱库进行识别。3.根据权利要求1所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:所述信号相位图谱是用来初步判定信号脉冲是否是高压电缆内部绝缘缺陷信号还是干扰信号。4.根据权利要求1所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:所述信号频率响应图通过频谱分析得出FFT波形用来结合信号相位图谱进一步初步判定信号脉冲是否是绝缘缺陷信号还是干扰信号。5.根据权利要求1所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:经过所述信号频率响应图和信号相位图谱排除干扰信号，利用信号脉冲图比对典型缺陷特征图谱确认放电类型。6.根据权利要求1所述的一种基于特征图谱识别高压电缆内部绝缘缺陷类型的方法，其特征是:包括:基于已经初步建立的高压电缆典型缺陷和干扰的典型缺陷特征谱图库，采用信号相位谱图、信号频率响应图、信号脉冲图三图法识别电缆内部缺陷，相位谱图反映了放电信号与电压的相位同步关系；信号频率响应图完全区分了放电信号与干扰信号;信号脉冲图上可以捕捉到典型的放电脉冲;三图识别法就是通过上述的三个谱图进行局部放电的分析和判断，然后确定高压设备的运行状况;相位谱图以高压的正弦信号为同步和周期，以幅值和相位为坐标，实时的将信号脉冲以打点的方式呈现并且以时间作为累计，同相位和同幅值的打点累计按照颜色和分布情况的不同加以区分;频率响应图将实时采集的脉冲信号以同步的正弦信号为采样周期，以最高采样率100MHZ的一半进行频谱分析，而得出的FFT波形，同样以打点的方式进行呈现，并以时间进行累计，以颜色和分布情况加以区分;信号脉冲图是将单个脉冲进行完整的采集，依据高压电缆绝缘缺陷的特征图谱进行缺陷的识别，同时利用该信号发射脉冲和反射脉冲的时间间隔，进行绝缘缺陷点的定位。
【文档编号】G01R31/02GK106019042SQ201610275409
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】周桂平, 金鑫, 唐佳能, 申焕, 韦德福, 杨鹤, 金焱, 师政, 周亚慧, 刘佳鑫, 李冠华, 崔巨勇, 马菱, 马一菱, 何建营, 杜威
【申请人】国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院, 国家电网公司, 丰满发电厂