基于小波变换的电缆故障测距研究

随着城市建设的推进，城市电网逐渐由架空线转为地下电缆。地下电缆的增多、周围环境的破坏、电缆的绝缘老化以及人为的因素等导致电缆故障越来越频繁，地下电缆一旦发生故障就会造成停电事故，给人们的生产、生活带来一系列的困难，因此，快速的排除故障恢复供电是一个紧迫而艰巨的任务，而电缆故障测距则是迅速排除故障的关键。 本文首先介绍了电缆故障测距的国内外研究现状，对电缆的电气特性和行波的传播理论进行了分析，深入研究了低压脉冲反射法，并查阅相关文献，获得电缆的电气参数，用ATP软件搭建低压脉冲反射法的电力电缆故障仿真模型，并采集到电缆故障的电压行波信号。其次，对采集到的信号进行去噪，在实际的测量中，由于电缆周围电磁波等的干扰，采集到的行波信号中往往掺杂着噪声，这些噪声对脉冲起始点的判断产生干扰，甚至造成判断失误，因此信号的去噪是电缆故障测距中的首要任务。采用基于双目标函数的粒子群优化算法的小波阈值去噪算法对电压行波信号去噪，从而得到去噪后的故障信号。最后本文采用一种新的脉冲起始点的检测方法对去噪后的电压行波信号进行反射脉冲起始点的判断，根据电缆故障测距方程即可得到故障点的位置，仿真结果证明本文提出的方法能够很好地确定脉冲起始点，大大降低了测距误差。 在对行波电压信号进行去噪时，针对小波变换阈值去噪中阈值选择存在的缺点，本文采用基于双目标函数的粒子群优化算法的小波阈值去噪算法，并进行了大量的仿真实验，结果证明本文所采用的去噪算法在很好地去除噪声的基础上保留了原始信号的基本特征，可以应用到电缆故障行波信号的去噪中。电缆故障测距中反射脉冲信号的起始点的选择是电缆测距的核心，针对小波变换模极大值法和曲线拟合法存在的优缺点，本文采用了将这两种方法相结合的新方法，仿真结果证明本文所采用的方法能够有效的提高电缆故障测距的精度。