一种电缆的局部放电定位方法、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电力的技术领域，尤其涉及一种电缆的局部放电定位方法、设备及存储介质。


背景技术：

2.电网中通过电缆向各地输送电能，电缆广泛铺设在各个地区，电缆所处的环较为复杂，电缆的表面容易出现腐蚀、被动物啃食等情况，造成电缆的绝缘层受损，产生局部放电的情况，可能造成电网故障。
3.因此，对电缆进行局部放电的检查是电缆维护的常规检测项目，对于局部放电源的定位有利于快速发现绝缘故障，同时避免对整条电缆进行检查。
4.目前，主要是通过行波测距定位法，依据局部放电信号的时间差计算出局部放电源的位置，但是，通过单对配对信号所确定的时间点误差大且随机性强，同时干扰信号以及噪声数据也影响着定位精确度。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种电缆的局部放电定位方法、设备及存储介质，以解决如何提高对电缆检查局部放电源的位置的精确度。
6.根据本发明的一方面，提供了一种电缆的局部放电定位方法，包括：
7.从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；
8.在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；
9.识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号；
10.依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置；
11.对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
12.可选地，所从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号，包括：
13.对电缆产生振荡波信号；
14.若依据所述振荡波信号检测到所述电缆中存在局部放电源，则对所述局部放电源采集局部放电信号；
15.从所述局部放电信号中提取各个原始波峰信号。
16.可选地，所述在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号，包括：
17.在多个所述原始波峰信号中筛选出幅值最大的所述原始波峰信号；
18.将幅值最大的所述原始波峰信号的绝对值与预设的幅度系数相乘，获得幅度阈值；
19.若所述原始波峰信号小于所述幅度阈值，则删除所述原始波峰信号；
20.若所述原始波峰信号大于或等于所述幅度阈值，则标记所述原始波峰信号为候选波峰信号；
21.对各个所述候选波峰信号计算在所述电缆中往返反射的多个时间段；
22.在多个所述时间段内查找对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号；
23.若查找到其他所述候选波峰信号，则删除其他所述候选波峰信号；
24.将剩余的所述候选波峰信号标记为目标波峰信号。
25.可选地，所述时间段为：
[0026][0027]
其中，ti为第i个所述候选波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率，β为正整数；
[0028]
对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号符合如下条件：
[0029]sri
*s
rj
＞0
[0030]
|s
ri
|＞|s
rj
|
[0031]
其中，s
ri
为第i个所述候选波峰信号，s
rj
为第j个所述候选波峰信号。
[0032]
可选地，所述识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号，包括：
[0033]
对各个所述目标波峰信号计算配对的时间范围；
[0034]
在所述时间范围内查找与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号；
[0035]
将当前所述目标波峰信号与匹配的其他所述目标波峰信号标记为配对波峰信号。
[0036]
可选地，所述时间范围为：
[0037][0038]
其中，t
pi
为第i个所述目标波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率；
[0039]
与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号符合如下条件：
[0040]spi
*s
pj
＞0
[0041]
|s
pi
|＞|s
pj
|＞c|s
pi
|
[0042]
其中，s
pi
为第i个所述目标波峰信号，s
pj
为第j个所述目标波峰信号，c为配对系数。
[0043]
可选地，所述依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置，包括：
[0044]
将所述配对波峰信号之间的时间差代入如下公式、计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置：
[0045][0046]
其中，x为所述电缆中局部放点源的候选放电位置，l为所述电缆的长度，t
pi
为第i个所述配对波峰信号所处的时间点，t
pj
为第j个所述配对波峰信号所处的时间点，v为所述局部放电信号的传播速度。
[0047]
可选地，所述对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置，包括：
[0048]
对所述候选放电位置进行排序，获得位置序列；
[0049]
将所述位置序列切分为多个数据组，同一个所述数据组中、相邻两个所述候选放电位置之间的差值小于或等于预设的第一阈值，位于相邻两个所述数据组边界的所述候选放电位置之间的差值大于预设的第一阈值；
[0050]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值，则删除所述数据组；
[0051]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量大于预设第二阈值，则计算所述数据组中所述候选放电位置的平均值，获得所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0052]
根据本发明的另一方面，提供了一种电缆的局部放电定位装置，包括：
[0053]
原始波峰信号提取模块，用于从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；
[0054]
目标波峰信号筛选模块，用于在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；
[0055]
配对波峰信号识别模块，用于识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号；
[0056]
候选放电位置计算模块，用于依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置；
[0057]
目标放电位置聚类模块，用于对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0058]
可选地，所原始波峰信号提取模块还用于：
[0059]
对电缆产生振荡波信号；
[0060]
若依据所述振荡波信号检测到所述电缆中存在局部放电源，则对所述局部放电源采集局部放电信号；
[0061]
从所述局部放电信号中提取各个原始波峰信号。
[0062]
可选地，所述目标波峰信号筛选模块还用于：
[0063]
在多个所述原始波峰信号中筛选出幅值最大的所述原始波峰信号；
[0064]
将幅值最大的所述原始波峰信号的绝对值与预设的幅度系数相乘，获得幅度阈值；
[0065]
若所述原始波峰信号小于所述幅度阈值，则删除所述原始波峰信号；
[0066]
若所述原始波峰信号大于或等于所述幅度阈值，则标记所述原始波峰信号为候选波峰信号；
[0067]
对各个所述候选波峰信号计算在所述电缆中往返反射的多个时间段；
[0068]
在多个所述时间段内查找对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号；
[0069]
若查找到其他所述候选波峰信号，则删除其他所述候选波峰信号；
[0070]
将剩余的所述候选波峰信号标记为目标波峰信号。
[0071]
可选地，所述时间段为：
[0072][0073]
其中，ti为第i个所述候选波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述
局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率，β为正整数；
[0074]
对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号符合如下条件：
[0075]sri
*s
rj
＞0
[0076]
|s
ri
|＞|s
rj
|
[0077]
其中，s
ri
为第i个所述候选波峰信号，s
rj
为第j个所述候选波峰信号。
[0078]
可选地，所述配对波峰信号识别模块还用于：
[0079]
对各个所述目标波峰信号计算配对的时间范围；
[0080]
在所述时间范围内查找与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号；
[0081]
将当前所述目标波峰信号与匹配的其他所述目标波峰信号标记为配对波峰信号。
[0082]
可选地，所述时间范围为：
[0083][0084]
其中，t
pi
为第i个所述目标波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率；
[0085]
与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号符合如下条件：
[0086]spi
*s
pj
＞0
[0087]
|s
pi
|＞|s
pj
|＞c|s
pi
|
[0088]
其中，s
pi
为第i个所述目标波峰信号，s
pj
为第j个所述目标波峰信号，c为配对系数。
[0089]
可选地，所述候选放电位置计算模块还用于：
[0090]
将所述配对波峰信号之间的时间差代入如下公式、计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置：
[0091][0092]
其中，x为所述电缆中局部放点源的候选放电位置，l为所述电缆的长度，t
pi
为第i个所述配对波峰信号所处的时间点，t
pj
为第j个所述配对波峰信号所处的时间点，v为所述局部放电信号的传播速度。
[0093]
可选地，所述目标放电位置聚类模块还用于：
[0094]
对所述候选放电位置进行排序，获得位置序列；
[0095]
将所述位置序列切分为多个数据组，同一个所述数据组中、相邻两个所述候选放电位置之间的差值小于或等于预设的第一阈值，位于相邻两个所述数据组边界的所述候选放电位置之间的差值大于预设的第一阈值；
[0096]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值，则删除所述数据组；
[0097]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量大于预设第二阈值，则计算所述数据组中所述候选放电位置的平均值，获得所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0098]
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0099]
至少一个处理器；以及
[0100]
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0101]
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的电缆的局部放电定位方法。
[0102]
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的电缆的局部放电定位方法。
[0103]
在本实施例中，从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；在多个原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；识别相互匹配的两个目标波峰信号，作为配对波峰信号；依据配对波峰信号之间的时间差计算电缆中局部放电源的候选放电位置；对候选放电位置进行聚类，得到电缆中局部放电源的目标放电位置。针对单个局部放电源的多次局部放电信号，可以在排除干扰、初步定位之后，聚类出稳定的位置，并不依赖预设局部放电源的个数，对不同情况下产生的局部放电源的适应性强，可抑制时间的误差及随机性带来的影响，提高定位局部放电源的精确度。
[0104]
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0105]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0106]
图1是根据本发明实施例一提供的一种电缆的局部放电定位方法的流程图；
[0107]
图2是根据本发明实施例一提供的一种对电缆采集局部放电信号的电路示意图；
[0108]
图3是根据本发明实施例二提供的一种电缆的局部放电定位装置的结构示意图；
[0109]
图4是实现本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0110]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0111]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0112]
实施例一
[0113]
图1为本发明实施例一提供的一种电缆的局部放电定位方法的流程图，该方法可以由电缆的局部放电定位装置来执行，该电缆的局部放电定位装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该电缆的局部放电定位装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法包括：
[0114]
步骤101、从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号。
[0115]
在本实施例中，可以对电缆进行监测，如果在电缆中检测到局部放电信号，则可以从局部放电信号中提取多个原始波峰信号，原始波峰信号为处于峰值的信号。
[0116]
在具体实现中，可以对电缆部署采集器，如图2所示，电缆e的一端接地、另一端分别与分压器vd、电感l连接，分压器vd分别与阻抗z、采集器q连接，采集器q的一端分压器vd连接、另一端与阻抗z连接，阻抗z接地，电感l分别开关k、限流电阻r连接，开关k接地，限流电阻r与直流电源s连接，直流电源s接地。
[0117]
进一步地，分压器vd包括两个支路，在靠近电缆e的其中一个支路上串联设置第一电容c1与第二电容c2，在远离电缆e的另外一个支路上串联设置第一电阻r1与第二电阻r2，第二电容c2与第二电阻r2均接入阻抗z，采集器q分别接入第一电阻r1与第二电阻r2之间的交点，以及，第一电容c1与第二电容c2之间的交点。
[0118]
一般情况下，开关k闭合的瞬间存在干扰信号，因此，从局部放电信号的第一个数值开始，将半个周期内的数值置为0。
[0119]
在本实施例中，可以驱动采集器对电缆产生振荡波信号，在振荡波信号持续的时间离，若依据振荡波信号检测到电缆中存在局部放电源，则可以驱动采集器对局部放电源采集局部放电信号，每个局部放电源会发生多次放电现象，产生大量的局部放电信号。
[0120]
使用滑动窗口、前置/后置择优等峰值检测算法从局部放电信号中提取各个原始波峰信号sk，其中，k为正整数，表示原始波峰信号的数量，各个原始波峰信号sk均携带有幅值、时间点等信息。
[0121]
步骤102、在多个原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号。
[0122]
由于电缆中存在各种干扰，如环境干扰、反射干扰等，因此，可以依据干扰的情况在多个原始波峰信号中去除相应的干扰，得到较为干净的目标波峰信号，提高目标波峰信号的质量。
[0123]
在本发明的一个实施例中，步骤102可以包括如下步骤：
[0124]
步骤1021、在多个原始波峰信号中筛选出幅值最大的原始波峰信号。
[0125]
在本实施例中，可以对在多个原始波峰信号sk的幅值进行比较，从中筛选出幅值最大的原始波峰信号s
max
。
[0126]
步骤1022、将幅值最大的原始波峰信号的绝对值与预设的幅度系数相乘，获得幅度阈值。
[0127]
将幅值最大的原始波峰信号s
max
的绝对值与预设的幅度系数a相乘，乘积记为幅度阈值a|s
max
|，将多个原始波峰信号sk的幅值与幅度阈值a|s
max
|进行比较。
[0128]
步骤1023、若原始波峰信号小于幅度阈值，则删除原始波峰信号。
[0129]
步骤1024、若原始波峰信号大于或等于幅度阈值，则标记原始波峰信号为候选波峰信号。
[0130]
如果某个原始波峰信号小于幅度阈值，即，si＜a|s
max
|，i∈(1～k)，则表示该原始
波峰信号属于环境干扰产生的白噪音，此时，可以删除该原始波峰信号，去除环境干扰。
[0131]
如果某个原始波峰信号大于或等于幅度阈值，即，si≥a|s
max
|，i∈(1～k)，则可以将该原始波峰信号标记为候选波峰信号sr，其中，r为正整数，表示候选波峰信号的数量，等待对候选波峰信号sr进一步去除干扰。
[0132]
步骤1025、对各个候选波峰信号计算在电缆中往返反射的多个时间段。
[0133]
单个局部放电信号到达电缆的首端、经反射然后到达电缆的尾端，然后再反射至电缆的首端，在定位局部放电源时并不参考经电缆往返反射的局部放电信号，因此，可将此类局部放电信号视作干扰信号。
[0134]
在本实施例中，可以参考各个候选波峰信号sr的信息，逐一读取候选波峰信号sr，对各个候选波峰信号sr计算在电缆中往返反射的多个时间段。
[0135]
示例性地，局部放电信号与第一次到达电缆首端的距离为2l的整数倍，其中，l为电缆的长度，则时间段为：
[0136][0137]
其中，ti为第i个候选波峰信号s
ri
(即当前候选波峰信号)所处的时间点，l为电缆的长度，v为局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率，β为正整数，β的取值决定时间段的数量，一般情况下，β＝1，2，3，即，取连续三个时间段检查是否存在反射干扰。
[0138]
步骤1026、在多个时间段内查找对当前候选波峰信号存在反射干扰的其他候选波峰信号。
[0139]
步骤1027、若查找到其他候选波峰信号，则删除其他候选波峰信号。
[0140]
步骤1028、将剩余的候选波峰信号标记为目标波峰信号。
[0141]
在本实施例中，可以遍历各个候选波峰信号，按照顺序依次在多个时间段内查找对当前候选波峰信号存在反射干扰的其他候选波峰信号。
[0142]
示例性地，对当前候选波峰信号存在反射干扰的其他候选波峰信号符合如下条件：
[0143]sri
*s
rj
＞0 i，j∈(1～r)
[0144]
|s
ri
|＞|s
rj
|
[0145]
其中，s
ri
为第i个候选波峰信号，s
rj
为第j个候选波峰信号，那么，s
rj
对s
ri
存在反射干扰。
[0146]
对于存在反射干扰的其他候选波峰信号，可以删除其他候选波峰信号，如置为0，对当前候选波峰信号去除反射干扰。
[0147]
遍历完所有的候选波峰信号sr之后，将剩余的候选波峰信号sr标记为目标波峰信号s
p
，其中，p为正整数，表示候目标峰信号的数量。
[0148]
步骤103、识别相互匹配的两个目标波峰信号，作为配对波峰信号。
[0149]
在实际应用中，局部放电源产生一个局部放电信号，局部放电源处直接到采集器(即电缆首端)的局部放电信号记为s
pi，1
，经电缆尾端反射再到采集器的局部放电信号记为s
pi，2
，s
pi，1
和s
pi，2
定义为一对配对的局部放电信号，通过配对的局部放电信号之间的时间差可计算出局部放电源在电缆中所处的位置。
[0150]
那么，在本实施例中，可以识别相互匹配的两个目标波峰信号，作为配对波峰信
号，即，配对波峰信号中的其中一个目标波峰信号，为另外一个目标波峰信号反射之后得到的局部放电信号。
[0151]
在本发明的一个实施例中，步骤103可以包括如下步骤：
[0152]
步骤1031、对各个目标波峰信号计算配对的时间范围。
[0153]
在本实施例中，可以参考各个目标波峰信号s
p
的信息，逐一读取目标波峰信号s
p
，对各个目标波峰信号s
p
计算配对的时间范围。
[0154]
示例性地，时间范围为：
[0155][0156]
其中，t
pi
为第i个目标波峰信号s
pi
(即当前目标波峰信号)所处的时间点，l为电缆的长度，v为局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率。
[0157]
步骤1032、在时间范围内查找与当前目标波峰信号匹配的其他目标波峰信号。
[0158]
步骤1033、将当前目标波峰信号与匹配的其他目标波峰信号标记为配对波峰信号。
[0159]
在本实施例中，可以遍历各个目标波峰信号，在相应的时间范围内查找对当前候选波峰信号存在反射干扰的其他候选波峰信号，如果查找到，则将当前目标波峰信号与匹配的其他目标波峰信号标记为配对波峰信号，完成配对。
[0160]
示例性地，与当前目标波峰信号匹配的其他目标波峰信号符合如下条件：
[0161]spi
*s
pj
＞0 i，j∈(1～p)
[0162]
|s
pi
|＞|s
pj
|＞c|s
pi
|
[0163]
其中，s
pi
为第i个目标波峰信号，s
pj
为第j个目标波峰信号，c为配对系数，则s
pj
与s
pi
为配对波峰信号。
[0164]
步骤104、依据配对波峰信号之间的时间差计算电缆中局部放电源的候选放电位置。
[0165]
在本实施例中，可以计算配对波峰信号(即两个目标波峰信号)之间的时间差，依据该时间差计算电缆中局部放电源所处的位置，记为候选放电位置。
[0166]
在具体实现中，可以将配对波峰信号之间的时间差代入如下公式、计算电缆中局部放电源的候选放电位置：
[0167][0168]
其中，x为电缆中局部放点源的候选放电位置，l为电缆的长度，t
pi
为第i个目标波峰信号所处的时间点，t
pj
为第j个目标波峰信号所处的时间点，v为局部放电信号的传播速度。
[0169]
步骤105、对候选放电位置进行聚类，得到电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0170]
在实际应用中，经多次检测得到多个候选放电位置，多个候选放电位置存在一定的波动，形成散点图s
x
，因此，可以对散点图s
x
中的多个候选放电位置进行聚类，减少波动的干扰，得到电缆中局部放电源的目标放电位置，以提高目标放电位置的精确度。
[0171]
在本发明的一个实施例中，步骤105可以包括如下步骤：
[0172]
步骤1051、对候选放电位置进行排序，获得位置序列。
[0173]
在本实施例中，可以按照从小到大的顺序对散点图s
x
中的多个候选放电位置进行排序，获得位置序列。
[0174]
步骤1052、将位置序列切分为多个数据组。
[0175]
在本实施例中，可以对位置序列进行切分，得到多个数据组，其中，同一个数据组中、相邻两个候选放电位置之间的差值小于或等于预设的第一阈值(如0.5米)，位于相邻两个数据组边界的候选放电位置(即，前一数据组中排序末位的候选放电位置，后一数据组中排序首位的候选放电位置)之间的差值大于预设的第一阈值(如0.5米)。
[0176]
在具体实现中，步骤1052进一步可以包括如下步骤：
[0177]
步骤10521、确定第一变量与第二变量，其中，第一变量初始为位置序列中首位候选放电位置，第二变量为位置序列中排序在第一变量之后的候选放电位置。
[0178]
步骤10522、计算第一变量与第二变量之间的差值。
[0179]
步骤10523、若该差值小于或等于预设的第一阈值，则将第二变量写入第一变量所处的数据组中。
[0180]
步骤10524、若该差值大于预设的第一阈值，则生成新的数据组，将第二变量写入新的数据组中。
[0181]
步骤10525、判断位置序列中位于第二变量之后是否存在候选放电位置，如果存在，则执行步骤10526，如果不存在，则结束。
[0182]
步骤10526、将第二变量的候选放电位置设置为第一变量，将位置序列中排序在第二变量之后的候选放电位置设置为第二变量，返回执行步骤10521。
[0183]
步骤1053、若数据组中候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值，则删除数据组。
[0184]
在本实施例中，可以对各个数据组统计候选放电位置的数量。
[0185]
如果某个数据组中候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值(如2)，表示该数据组的数量较少，无聚类意义，则可以删除该数据组。
[0186]
步骤1054、若数据组中候选放电位置的数量大于预设第二阈值，则计算数据组中候选放电位置的平均值，获得电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0187]
如果某个数据组中候选放电位置的数量大于预设第二阈值(如2)，表示该数据组的数量较多，具有聚类意义，则可以计算该数据组中各个候选放电位置的平均值，作为电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0188]
在本实施例中，从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；在多个原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；识别相互匹配的两个目标波峰信号，作为配对波峰信号；依据配对波峰信号之间的时间差计算电缆中局部放电源的候选放电位置；对候选放电位置进行聚类，得到电缆中局部放电源的目标放电位置。针对单个局部放电源的多次局部放电信号，可以在排除干扰、初步定位之后，聚类出稳定的位置，并不依赖预设局部放电源的个数，对不同情况下产生的局部放电源的适应性强，可抑制时间的误差及随机性带来的影响，提高定位局部放电源的精确度。
[0189]
实施例二
[0190]
图3为本发明实施例二提供的一种电缆的局部放电定位装置的结构示意图。
[0191]
如图3所示，该装置包括：
[0192]
原始波峰信号提取模块301，用于从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；
[0193]
目标波峰信号筛选模块302，用于在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；
[0194]
配对波峰信号识别模块303，用于识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号；
[0195]
候选放电位置计算模块304，用于依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置；
[0196]
目标放电位置聚类模块305，用于对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0197]
在本发明的一个实施例中，所原始波峰信号提取模块301还用于：
[0198]
对电缆产生振荡波信号；
[0199]
若依据所述振荡波信号检测到所述电缆中存在局部放电源，则对所述局部放电源采集局部放电信号；
[0200]
从所述局部放电信号中提取各个原始波峰信号。
[0201]
在本发明的一个实施例中，所述目标波峰信号筛选模块302还用于：
[0202]
在多个所述原始波峰信号中筛选出幅值最大的所述原始波峰信号；
[0203]
将幅值最大的所述原始波峰信号的绝对值与预设的幅度系数相乘，获得幅度阈值；
[0204]
若所述原始波峰信号小于所述幅度阈值，则删除所述原始波峰信号；
[0205]
若所述原始波峰信号大于或等于所述幅度阈值，则标记所述原始波峰信号为候选波峰信号；
[0206]
对各个所述候选波峰信号计算在所述电缆中往返反射的多个时间段；
[0207]
在多个所述时间段内查找对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号；
[0208]
若查找到其他所述候选波峰信号，则删除其他所述候选波峰信号；
[0209]
将剩余的所述候选波峰信号标记为目标波峰信号。
[0210]
示例性地，所述时间段为：
[0211][0212]
其中，ti为第i个所述候选波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率，β为正整数；
[0213]
对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号符合如下条件：
[0214]sri
*s
rj
＞0
[0215]
|s
ri
|＞|s
rj
|
[0216]
其中，s
ri
为第i个所述候选波峰信号，s
rj
为第j个所述候选波峰信号。
[0217]
在本发明的一个实施例中，所述配对波峰信号识别模块303还用于：
[0218]
对各个所述目标波峰信号计算配对的时间范围；
[0219]
在所述时间范围内查找与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号；
[0220]
将当前所述目标波峰信号与匹配的其他所述目标波峰信号标记为配对波峰信号。
[0221]
示例性地，所述时间范围为：
[0222][0223]
其中，t
pi
为第i个所述目标波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，fs为采样的频率；
[0224]
与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号符合如下条件：
[0225]spi
*s
pj
＞0
[0226]
|s
pi
|＞|s
pj
|＞c|s
pi
|
[0227]
其中，s
pi
为第i个所述目标波峰信号，s
pj
为第j个所述目标波峰信号，c为配对系数。
[0228]
在本发明的一个实施例中，所述候选放电位置计算模块304还用于：
[0229]
将所述配对波峰信号之间的时间差代入如下公式、计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置：
[0230][0231]
其中，x为所述电缆中局部放点源的候选放电位置，l为所述电缆的长度，t
pi
为第i个所述配对波峰信号所处的时间点，t
pj
为第j个所述配对波峰信号所处的时间点，v为所述局部放电信号的传播速度。
[0232]
在本发明的一个实施例中，所述目标放电位置聚类模块305还用于：
[0233]
对所述候选放电位置进行排序，获得位置序列；
[0234]
将所述位置序列切分为多个数据组，同一个所述数据组中、相邻两个所述候选放电位置之间的差值小于或等于预设的第一阈值，位于相邻两个所述数据组边界的所述候选放电位置之间的差值大于预设的第一阈值；
[0235]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值，则删除所述数据组；
[0236]
若所述数据组中所述候选放电位置的数量大于预设第二阈值，则计算所述数据组中所述候选放电位置的平均值，获得所述电缆中局部放电源的目标放电位置。
[0237]
本发明实施例所提供的电缆的局部放电定位装置可执行本发明任意实施例所提供的电缆的局部放电定位方法，具备执行电缆的局部放电定位方法相应的功能模块和有益效果。
[0238]
实施例三
[0239]
图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
[0240]
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连
接的存储器，如只读存储器(rom)12、随机访问存储器(ram)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(rom)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(ram)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、rom 12以及ram 13通过总线14彼此相连。输入/输出(i/o)接口15也连接至总线14。
[0241]
电子设备10中的多个部件连接至i/o接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
[0242]
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，如电缆的局部放电定位方法。
[0243]
在一些实施例中，电缆的局部放电定位方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到ram 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的电缆的局部放电定位方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电缆的局部放电定位方法。
[0244]
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
[0245]
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
[0246]
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只
读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
[0247]
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
[0248]
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)、区块链网络和互联网。
[0249]
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与vps服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
[0250]
实施例四
[0251]
本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现如本发明任一实施例所提供的电缆的局部放电定位方法。
[0252]
计算机程序产品在实现的过程中，可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0253]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0254]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种电缆的局部放电定位方法，其特征在于，包括：从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号；依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置；对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号，包括：对电缆产生振荡波信号；若依据所述振荡波信号检测到所述电缆中存在局部放电源，则对所述局部放电源采集局部放电信号；从所述局部放电信号中提取各个原始波峰信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在多个所述原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号，包括：在多个所述原始波峰信号中筛选出幅值最大的所述原始波峰信号；将幅值最大的所述原始波峰信号的绝对值与预设的幅度系数相乘，获得幅度阈值；若所述原始波峰信号小于所述幅度阈值，则删除所述原始波峰信号；若所述原始波峰信号大于或等于所述幅度阈值，则标记所述原始波峰信号为候选波峰信号；对各个所述候选波峰信号计算在所述电缆中往返反射的多个时间段；在多个所述时间段内查找对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号；若查找到其他所述候选波峰信号，则删除其他所述候选波峰信号；将剩余的所述候选波峰信号标记为目标波峰信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间段为：其中，t
i
为第i个所述候选波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，f
s
为采样的频率，β为正整数；对当前所述候选波峰信号存在反射干扰的其他所述候选波峰信号符合如下条件：s
ri
*s
rj
>0|s
ri
|>|s
rj
|其中，s
ri
为第i个所述候选波峰信号，s
rj
为第j个所述候选波峰信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别相互匹配的两个所述目标波峰信号，作为配对波峰信号，包括：对各个所述目标波峰信号计算配对的时间范围；在所述时间范围内查找与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号；
将当前所述目标波峰信号与匹配的其他所述目标波峰信号标记为配对波峰信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时间范围为：其中，t
pi
为第i个所述目标波峰信号所处的时间点，l为所述电缆的长度，v为所述局部放电信号的传播速度，f
s
为采样的频率；与当前所述目标波峰信号匹配的其他所述目标波峰信号符合如下条件：s
pi
*s
pj
>0|s
pi
|>|s
pj
|>c|s
pi
|其中，s
pi
为第i个所述目标波峰信号，s
pj
为第j个所述目标波峰信号，c为配对系数。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述配对波峰信号之间的时间差计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置，包括：将所述配对波峰信号之间的时间差代入如下公式、计算所述电缆中局部放电源的候选放电位置：其中，x为所述电缆中局部放点源的候选放电位置，l为所述电缆的长度，t
pi
为第i个所述配对波峰信号所处的时间点，t
pj
为第j个所述配对波峰信号所处的时间点，v为所述局部放电信号的传播速度。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述候选放电位置进行聚类，得到所述电缆中局部放电源的目标放电位置，包括：对所述候选放电位置进行排序，获得位置序列；将所述位置序列切分为多个数据组，同一个所述数据组中、相邻两个所述候选放电位置之间的差值小于或等于预设的第一阈值，位于相邻两个所述数据组边界的所述候选放电位置之间的差值大于预设的第一阈值；若所述数据组中所述候选放电位置的数量小于或等于预设第二阈值，则删除所述数据组；若所述数据组中所述候选放电位置的数量大于预设第二阈值，则计算所述数据组中所述候选放电位置的平均值，获得所述电缆中局部放电源的目标放电位置。9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的电缆的局部放电定位方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的电缆的局部放电定位方法。

技术总结
本发明公开了一种电缆的局部放电定位方法、设备及存储介质，该方法包括：从电缆的局部放电信号中提取多个原始波峰信号；在多个原始波峰信号中去除干扰，得到目标波峰信号；识别相互匹配的两个目标波峰信号，作为配对波峰信号；依据配对波峰信号之间的时间差计算电缆中局部放电源的候选放电位置；对候选放电位置进行聚类，得到电缆中局部放电源的目标放电位置。针对单个局部放电源的多次局部放电信号，可以在排除干扰、初步定位之后，聚类出稳定的位置，并不依赖预设局部放电源的个数，对不同情况下产生的局部放电源的适应性强，可抑制时间的误差及随机性带来的影响，提高定位局部放电源的精确度。电源的精确度。电源的精确度。


技术研发人员：罗威 李志华 魏存良 陈芳 罗海波 李灵勇 赖华兰 潘旭扬
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司梅州供电局
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/6