专利名称：电缆故障定位可视化仿真试验方法
技术领域：
本发明涉及电力系统仿真技术，特别是涉及一种电缆故障定位可视化仿真试验方法。
背景技术：
高压电缆是电力系统、大型城市电网可靠供电的关键设备。高压电缆故障定位测试是高压电缆出厂试验、运行中事故诊断的必备试验项目。因此，在设备制造企业、科技研发机构、电力系统、大型用户变电站、大型城市电网开展电缆故障定位测试仪器的开发、运行中高压电缆缺陷定位的检测、技术人员的培训极为必要。上述工作都需要来对电缆故障定位进行仿真试验。
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目前，电力系统仿真系统已经在电网系统中得到广泛的应用，基于不同仿真平台实现的数字仿真的技术，数字仿真系统不但可以用于电力系统实时的仿真分析研究，它还可以提供电力系统一次设备，各类控制系统，各种电力系统自动化设备实时数字仿真试验的闭环试验环境。这类电力系统数字仿真器，由高速计算机及信号输入输出通道，结合被仿真系统的数学模型，实时仿真算法、良好的人机接口，并配以性能优良的电压/电流等功率放大部件的综合组成。可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术，实现数据图形、图像之间的转换，并进行交互处理的理论、方法和技术。自20世纪80年代后期出现以来，目前已经在各个领域受到广泛重视和飞速发展，近年来，在电力系统中也是开始得到深入的研究，随着电力系统的规模不断扩大，电力系统可视化的需求也是在不断增加，目前在电力系统调度方面的成效显著、效益明显，而对于在电力自动化设备以及其试验仿真技术，虽然基于不同仿真平台实现的数字仿真的技术已经可以达到了极其强的功能，通过建立完善的数学模型，进行各种试验的仿真，但其在仿真试验过程中，可视化程度低，仿真试验人员仍然是要面对大量繁杂的数据，这些繁杂的数据，要求仿真试验人员必须是个专业技术人员才可以了解，同时，处理这些繁杂的数据也会导致仿真试验的效率低，这些缺陷也是其可视化程度低所致。综上所述，传统的电缆故障定位仿真试验技术，已经无法适应不断增加的电力系统可视化的需求。
发明内容
基于此，有必要针对传统的电缆故障定位仿真试验技术，已经无法适应不断增加的电力系统可视化的需求的问题，提供一种电缆故障定位可视化仿真试验方法。一种电缆故障定位可视化仿真试验方法，包括如下步骤建立可视化的电缆模型利用虚拟现实技术建立电缆三维模型，导入被测电缆的电缆仿真数学模型，建立所述电缆三维模型与所述电缆仿真数学模型的对应关系；
建立可视化的仪器模型利用虚拟现实技术建立用于检测所述被测电缆的仪器三维模型，导入电缆故障定位测试仪器的仪器仿真数学模型，建立所述仪器三维模型与所述仪器仿真数学模型的对应关系;执行可视化的仿真试验运行仿真系统，调入所述电缆模型和仪器模型进行可视化的仿真试验。上述电缆故障定位可视化仿真试验方法，将虚拟现实技术与电缆故障定位仿真试验技术相结合，通过建立可视化的电缆模型和仪器模型，在仿真试验过程中可以实现可视化的展示，极大提高了电缆故障定位仿真试验的可视化程度，大幅度地提高了仿真试验中人机交互界面的可视化程度，减少了仿真测试人员对繁杂数据的处理过程，提高了仿真试验操作的准确性和工作效率，满足了日趋增加的电力系统可视化需求，具有极高的推广价 值。
图I为一个实施例的电缆故障定位可视化仿真试验方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的电缆故障定位可视化仿真试验方法的具体实施方式
作详细描述。图I示出了一个实施例的电缆故障定位可视化仿真试验方法流程图，主要包括如下步骤步骤S100，建立可视化的电缆模型利用虚拟现实技术建立电缆三维模型，导入被测电缆的电缆仿真数学模型，建立所述电缆三维模型与所述电缆仿真数学模型的对应关系；步骤S200，建立可视化的仪器模型利用虚拟现实技术建立用于检测所述被测电缆的仪器三维模型，导入电缆故障定位测试仪器的仪器仿真数学模型，建立所述仪器三维模型与所述仪器仿真数学模型的对应关系;步骤S300，执行可视化的仿真试验运行仿真系统，调入所述电缆模型和仪器模型进行可视化的仿真试验。为了更清晰本发明的技术，下面阐述较佳实施例。对于步骤S100，主要是利用虚拟现实技术建立可视化的电缆模型，可以包括如下步骤首先，以被测电缆为原型，利用虚拟现实技术并根据设定的比例在计算机上虚拟出电缆三维模型；具体地，根据被测电缆的长度、连接方式等，按其原型以缩小的比例，采用3DMAX商业软件虚拟出电缆三维模型，例如，以一直线表示实际被测电缆，该直线的两个端点为测试点。然后，在电缆三维模型上设定被测电缆的故障点模型；其中，故障点模型包括故障位置与实际故障位置的对应关系；具体地，由于按比例进行缩小，如被测电缆的实际长度为L，缩小比例为0 ,则电缆三维模型的长度/ = / C假设故障点Q (x，y，z)，被测电缆的两个端点分别为A (xA，yA，zA)，B (xB, yB, zB)，则实际故障点的位置(离A端点距离)可以用如下公式计算
权利要求
1.一种电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在于，包括以下步骤 建立可视化的电缆模型 利用虚拟现实技术建立电缆三维模型，导入被测电缆的电缆仿真数学模型，建立所述电缆三维模型与所述电缆仿真数学模型的对应关系； 建立可视化的仪器模型 利用虚拟现实技术建立用于检测所述被测电缆的仪器三维模型，导入电缆故障定位测试仪器的仪器仿真数学模型，建立所述仪器三维模型与所述仪器仿真数学模型的对应关系; 执行可视化的仿真试验 运行仿真系统，调入所述电缆模型和仪器模型进行可视化的仿真试验。
2.根据权利要求I所述的电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在于，所述建立可视化的电缆模型步骤包括 以所述被测电缆为原型，利用虚拟现实技术井根据设定的比例在计算机上虚拟出电缆三维模型； 在所述电缆三维模型上设定所述被测电缆的故障点模型；其中，所述故障点模型包括故障位置与实际故障位置的对应关系。
3.根据权利要求I所述的电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在于，所述建立可视化的仪器模型步骤具体包括 根据电缆故障定位测试仪器的外部结构虚拟仪器的三维外売； 在所述三维外売上虚拟仪器的仿真部件；其中，所述仿真部件包括三维按键、三维显示屏； 建立ー个平面坐标系，在该坐标系内设定所述仿真部件的外接矩形区域为鼠标事件的作用范围； 建立所述仿真部件与所述仪器仿真数学模型的对应关系。
4.根据权利要求3所述的电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在于，所述建立所述仿真部件与所述仪器仿真数学模型的对应关系步骤具体包括 建立所述三维按键与所述仪器仿真数学模型输入的操作指令之间的对应关系； 建立所述三维显示屏与所述仪器仿真数学模型输出的数据之间的对应关系。
5.根据权利要求4所述的电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在干，所述执行可视化的仿真试验步骤包括 当检测到所述电缆三维模型上有设定的故障点时，根据所述对应关系计算该故障点的故障位置对应的实际故障位置，并将实际故障位置的数据输入所述电缆仿真数学模型中； 当检测到所述电缆仿真数学模型有实际故障位置的数据输出时，根据所述对应关系计算该设定的实际故障位置对应的故障位置，井根据该故障位置在所述电缆三维模型上生成故障点； 当检测到所述三维按键上有鼠标点击时，根据该三维按键的生成相应的操作指令输入至所述仪器仿真数学模型； 当检测到所述仪器仿真数学模型有输出的显示数据时，将所述显示数据在所述三维显示屏的区域内进行显示。
6.根据权利要求5所述的电缆故障定位可视化仿真试验方法，其特征在于，所述执行可视化的仿真试验步骤还包括根据所述可视化的仿真试验获得的仿真试验数据监测所述被测电缆的运行エ况及故障状态。
全文摘要
本发明提供一种电缆故障定位可视化仿真试验方法，该方法包括利用虚拟现实技术建立电缆三维模型，导入被测电缆的电缆仿真数学模型，建立所述电缆三维模型与所述电缆仿真数学模型的对应关系；利用虚拟现实技术建立用于检测所述被测电缆的仪器三维模型，导入电缆故障定位测试仪器的仪器仿真数学模型，建立所述仪器三维模型与所述仪器仿真数学模型的对应关系；运行仿真系统，调入所述电缆模型和仪器模型进行可视化的仿真试验。本发明的技术，提高了仿真试验操作的准确性和工作效率，满足了日趋增加的电力系统可视化需求，具有极高的推广价值。
文档编号G01R31/08GK102798802SQ20121028011
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者陆国俊, 王勇, 覃煜, 易满成, 熊俊, 林昌年, 黄炎光, 吴海宏, 黄青丹, 宋浩永, 杨柳, 曹浩恩 申请人:广州供电局有限公司