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专利号: 2021103506392
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:包括如下步骤:

1)获取电缆首端接地线电流信号;

2)对采样数据做电缆接地线电流差分运算,差分绝对值大于所设定阈值则判定发生暂态过程,奇数次暂态过程时刻为故障起始时刻,偶数次暂态过程时刻为故障终止时刻,两相邻起止时刻之间为故障持续时间;

3)故障持续时间小于1个周波则认为该次故障为短周期早期故障;故障持续时间大于1个周波,选取故障起始时刻后第2个周波~第4个周波的信号,对该时窗内的信号做傅里叶变换获得该段信号的频率成分及幅值;

4)基于工频分量与谐波分量的幅值比辨识故障类型,若工频分量与谐波分量的幅值比满足早期故障的判据,则确定该次故障为多周期早期故障,否则确定发生了严重故障。

2.根据权利要求1所述的电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述步骤2)中的电流差分ΔI(k)的计算公式为:ΔI(k)=I(k+1)‑I(k) (k=0,1,...,n)式中,I(k)为电缆首端接地线所测得电流信号,k为采样点数。

3.根据权利要求2所述的电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述步骤2)中的电流差分绝对值|ΔI(k)|大于设定的阈值则认为发生了暂态过程,公式为:

|ΔI(k)|>Is

式中,|ΔI(k)|为计算的电流差分绝对值,Is为所述设定的阈值。

4.根据权利要求3所述的电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述Is的获取方法为:基于仿真系统,仿真电缆发生早期故障、严重故障和系统扰动的情况,获得每种情况下接地线电流的最大差分绝对值,取最大差分绝对值中的最小值,最终获得Is。

5.根据权利要求4所述的电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述步骤2)中的故障持续时间的计算方法为:奇数次暂态过程时刻为故障起始时刻,偶数次暂态过程时刻为故障终止时刻,两相邻起止时刻之间为故障持续时间。

6.根据权利要求5所述的一种电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述步骤4)中的多周期早期故障与严重故障的辨识公式为:式中,I(p)为工频分量的幅值,I(ω)为最大谐波分量的幅值,K为幅值比的预设值。

7.根据权利要求6所述的电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识方法,其特征在于:所述K的获取方法为:基于仿真系统,仿真出电缆发生多周期故障、严重故障时工频分量与最大谐波分量的幅值比,最终获得K。

8.电缆接地线电流时频特征的电缆早期故障辨识系统,其特征在于:包括:获取单元、第一计算单元、第二计算单元、第三计算单元和第四计算单元;

获取单元,用于获取电缆首端接地线电流信号;

第一计算单元,用于对采样数据做差分运算,比较差分绝对值ΔI(k)与阈值Is的大小,记录故障起止时刻;

第二计算单元,用于识别故障持续时间是否小于1个周波;

第三计算单元,用于所述故障持续时间大于1个周波的暂态过程,计算故障起始时刻后第2个周波~第4个周波时窗内的信号频率成分及幅值;

第四计算单元,用于计算工频分量与最大谐波分量的幅值比,输出识别结果。