电力电缆故障诊断中信号检测与增强技术研究
发布时间：2021-01-28 10:53
随着城市的快速发展,地埋电缆相对架空电缆而言具有较多优势而得到广泛的应用。但随着社会经济的增长,电缆负荷持续增加以及地面野蛮施工等,地埋电缆容易发生故障;加之电网改造、电缆搬迁与修复、地貌变化,原有图纸已不能反映电缆的走向与埋深,地埋电缆的维护和管理问题日益增多。由于地埋电缆跨越地域大,故障点的寻找十分困难,若不能及时修复电缆故障,不仅会浪费大量的人力物力资源,还可能会造成停电事故。因此,快速、准确地定位电缆故障点具有迫切的现实意义。本文首先对电缆故障检测的基本知识如故障类型、产生原因以及检测方法进行分析,阐明电缆故障检测的关键技术在于检测过程中采集信号的滤波与增强处理,并进而综述了电缆故障检测及信号增强的国内外发展现状。其次针对电缆故障检测技术中所存在的问题,旨在研究故障距离预定位、电缆路径寻测、故障位置精定位方法以及在低信噪比非平稳背景噪声下的信号增强技术。研究的主要工作和创新性成果包括:电缆故障距离的预定位需要在较强的背景噪声和干扰信号下提取微弱的有用信号。本文对不同距离电缆故障测试所得到的信号进行分析,研究了基于改进型经验模态分解（Empirical Mode Decompos...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电力电缆敷设图(c)电缆管道(d)电缆管廊
波及其改进方法，对电缆故障检测信号的滤波进行了研究。以电缆的低阻故障检测为例，当入射波传输到故障点时，由于故障不匹配产生了反射信号，图2.3为检测的电缆低阻故障的理想低压脉冲反射波形示意图，精确捕捉反射脉冲信号的拐点是准确得到电缆故障距离，从而对电缆故障点进行精确定位的关键。图2.3低阻故障检测理想波形图2.4为实际工程检测中所检测到的波形。从图2.4中可看出，信号被噪声所干扰，反射信号信噪比较低，噪声信号与有用故障信号难以被区分开，从而使得直接准确捕捉拐点位置并据此进一步计算故障点距离变得比较困难。因此，采用经验模态分解对该信号进行分析，图2.5所示为分解结果，图中表示了各个本征模态分量的时域曲线，图例中iimf分别表示第i个本征模态分量
2.3低阻故障检测理想波形图2.4为实际工程检测中所检测到的波形。从图2.4中可看出，信号被噪声所干扰，反射信号信噪比较低，噪声信号与有用故障信号难以被区分开，从而使得直接准确捕捉拐点位置并据此进一步计算故障点距离变得比较困难。因此，采用经验模态分解对该信号进行分析，图2.5所示为分解结果，图中表示了各个本征模态分量的时域曲线，图例中iimf分别表示第i个本征模态分量，r表示残余分量。从图2.5中每个分量的时域图形可以看出，随着阶数的增加，各阶分量的主要频率成分不断减小。由图2.5分析可知
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最大后验相位估计的多带谱减语音增强算法[J]. 李真,吴文锦,张勤,任慧. 电子与信息学报. 2017(09)
[2]基于Mallat算法的谷物流量信号小波去噪方法[J]. 陈进,王坤,李耀明. 农业工程学报. 2017(03)
[3]一种地下电力电缆路径检测系统的研究[J]. 李鸿,韩聪,张雷. 电测与仪表. 2015(16)
[4]基于经验模态分解及维格纳威尔分布的电缆双端故障定位算法[J]. 刘洋,曹云东,侯春光. 中国电机工程学报. 2015(16)
[5]断层地震动对隔震桥梁地震响应的影响[J]. 杨怀宇,李建中. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[6]基于自适应HereBoy算法的电路进化设计实验研究[J]. 吴会丛,王金泽,刘春草,高金金. 河北科技大学学报. 2015(03)
[7]变电站二次回路电流行波传变特性[J]. 许飞,董新洲. 清华大学学报(自然科学版). 2015(02)
[8]基于脉冲反射法电缆故障定位脉冲源的设计[J]. 周封,迟震,伏圣群,唐树斌,宋跃庆. 哈尔滨理工大学学报. 2014(03)
[9]基于声磁同步原理电力电缆故障定位的研究[J]. 高巧妹,戚宇林. 电测与仪表. 2014(10)
[10]结合经验模态分解能量总量法的断路器振动信号特征向量提取[J]. 孙一航,武建文,廉世军,张路明. 电工技术学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于时域反射原理的电缆测长若干关键技术研究[D]. 宋建辉.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于FPGA的动态部分重构系统实现[D]. 周盛雨.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2007
[3]基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D]. 汪梅.西安科技大学 2006
[4]自适应盲信号处理理论及应用研究[D]. 王惠刚.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]电缆故障测距理论的仿真研究[D]. 尹春.安徽理工大学 2016
[2]高压输电线路行波特性分析及故障定位改进方法研究[D]. 邓善飞.华中科技大学 2016
[3]基于结构相似性的语音信号增强[D]. 周伟.西安电子科技大学 2014
[4]经验模态分解滤波在圆度评定中的研究[D]. 封学真.西安电子科技大学 2014
[5]FPGA动态可重构技术及其应用研究[D]. 李昆吉.哈尔滨工业大学 2012
[6]智能电缆路径探测系统的研制与应用情况分析[D]. 李函.福州大学 2010
[7]电缆故障检测及精确定位系统设计[D]. 由斌甲.山东科技大学 2009
[8]发动机故障异响信号分离方法研究[D]. 曹亚杰.吉林大学 2005
[9]电力电缆故障测距仪的研究与应用[D]. 吴冬文.南昌大学 2005
[10]电力电缆故障检测信号源的研究[D]. 谈昊.大连理工大学 2002
本文编号：3004868
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
电力电缆敷设图(c)电缆管道(d)电缆管廊
波及其改进方法，对电缆故障检测信号的滤波进行了研究。以电缆的低阻故障检测为例，当入射波传输到故障点时，由于故障不匹配产生了反射信号，图2.3为检测的电缆低阻故障的理想低压脉冲反射波形示意图，精确捕捉反射脉冲信号的拐点是准确得到电缆故障距离，从而对电缆故障点进行精确定位的关键。图2.3低阻故障检测理想波形图2.4为实际工程检测中所检测到的波形。从图2.4中可看出，信号被噪声所干扰，反射信号信噪比较低，噪声信号与有用故障信号难以被区分开，从而使得直接准确捕捉拐点位置并据此进一步计算故障点距离变得比较困难。因此，采用经验模态分解对该信号进行分析，图2.5所示为分解结果，图中表示了各个本征模态分量的时域曲线，图例中iimf分别表示第i个本征模态分量
2.3低阻故障检测理想波形图2.4为实际工程检测中所检测到的波形。从图2.4中可看出，信号被噪声所干扰，反射信号信噪比较低，噪声信号与有用故障信号难以被区分开，从而使得直接准确捕捉拐点位置并据此进一步计算故障点距离变得比较困难。因此，采用经验模态分解对该信号进行分析，图2.5所示为分解结果，图中表示了各个本征模态分量的时域曲线，图例中iimf分别表示第i个本征模态分量，r表示残余分量。从图2.5中每个分量的时域图形可以看出，随着阶数的增加，各阶分量的主要频率成分不断减小。由图2.5分析可知
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于最大后验相位估计的多带谱减语音增强算法[J]. 李真,吴文锦,张勤,任慧. 电子与信息学报. 2017(09)
[2]基于Mallat算法的谷物流量信号小波去噪方法[J]. 陈进,王坤,李耀明. 农业工程学报. 2017(03)
[3]一种地下电力电缆路径检测系统的研究[J]. 李鸿,韩聪,张雷. 电测与仪表. 2015(16)
[4]基于经验模态分解及维格纳威尔分布的电缆双端故障定位算法[J]. 刘洋,曹云东,侯春光. 中国电机工程学报. 2015(16)
[5]断层地震动对隔震桥梁地震响应的影响[J]. 杨怀宇,李建中. 同济大学学报(自然科学版). 2015(08)
[6]基于自适应HereBoy算法的电路进化设计实验研究[J]. 吴会丛,王金泽,刘春草,高金金. 河北科技大学学报. 2015(03)
[7]变电站二次回路电流行波传变特性[J]. 许飞,董新洲. 清华大学学报(自然科学版). 2015(02)
[8]基于脉冲反射法电缆故障定位脉冲源的设计[J]. 周封,迟震,伏圣群,唐树斌,宋跃庆. 哈尔滨理工大学学报. 2014(03)
[9]基于声磁同步原理电力电缆故障定位的研究[J]. 高巧妹,戚宇林. 电测与仪表. 2014(10)
[10]结合经验模态分解能量总量法的断路器振动信号特征向量提取[J]. 孙一航,武建文,廉世军,张路明. 电工技术学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于时域反射原理的电缆测长若干关键技术研究[D]. 宋建辉.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于FPGA的动态部分重构系统实现[D]. 周盛雨.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2007
[3]基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D]. 汪梅.西安科技大学 2006
[4]自适应盲信号处理理论及应用研究[D]. 王惠刚.西北工业大学 2002
硕士论文
[1]电缆故障测距理论的仿真研究[D]. 尹春.安徽理工大学 2016
[2]高压输电线路行波特性分析及故障定位改进方法研究[D]. 邓善飞.华中科技大学 2016
[3]基于结构相似性的语音信号增强[D]. 周伟.西安电子科技大学 2014
[4]经验模态分解滤波在圆度评定中的研究[D]. 封学真.西安电子科技大学 2014
[5]FPGA动态可重构技术及其应用研究[D]. 李昆吉.哈尔滨工业大学 2012
[6]智能电缆路径探测系统的研制与应用情况分析[D]. 李函.福州大学 2010
[7]电缆故障检测及精确定位系统设计[D]. 由斌甲.山东科技大学 2009
[8]发动机故障异响信号分离方法研究[D]. 曹亚杰.吉林大学 2005
[9]电力电缆故障测距仪的研究与应用[D]. 吴冬文.南昌大学 2005
[10]电力电缆故障检测信号源的研究[D]. 谈昊.大连理工大学 2002
本文编号：3004868
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