在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，所述方法包括：使故障電纜產(chǎn)生振動(dòng)波，測量距振源一定距離的多個(gè)最大振動(dòng)加速度值；采用乘冪衰減公式和指數(shù)衰減公式分別對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；根據(jù)光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值，確定光纖與電纜的最大間距。本發(fā)明方法在將光纖振動(dòng)傳感技術(shù)和瑞利散射原理應(yīng)用在電纜故障點(diǎn)定位時(shí)，可以先確定光纖與電纜的最大間距，然后再采用光纖對故障點(diǎn)進(jìn)行定位，既可避免光纖距離電纜太遠(yuǎn)檢測不到振動(dòng)波信號(hào)，又可避免光纖距離電纜太近會(huì)受到損傷，能廣泛應(yīng)用于城市的電力電纜故障點(diǎn)定位。
【專利說明】在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種確定光纖與電纜最大間距的方法，尤其是一種在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，屬于電力【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的電力電纜已廣泛地應(yīng)用于城市中，一旦電力電纜出現(xiàn)故障，需要對電力電纜進(jìn)行準(zhǔn)確的故障點(diǎn)定位，盡快找出故障原因，使電力系統(tǒng)快速恢復(fù)供電，有著重要的現(xiàn)實(shí)性與經(jīng)濟(jì)性意義。
[0003]將光纖振動(dòng)傳感技術(shù)和瑞利散射原理應(yīng)用在電纜故障點(diǎn)定位方面，其優(yōu)點(diǎn)在于，故障電力電纜被擊穿放電產(chǎn)生的振動(dòng)波是一種機(jī)械波，不會(huì)受到電磁的干擾；但由于光纖距離電纜太遠(yuǎn)檢測不到振動(dòng)波信號(hào)，光纖距離電纜太近會(huì)受到損傷，基于此，需要確定光纖與電纜的最大間距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種實(shí)施簡單，可以有效檢測振動(dòng)波信號(hào)的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0006]在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于所述方法包括:使故障電纜產(chǎn)生振動(dòng)波，測量距振源一定距離的多個(gè)最大振動(dòng)加速度值；采用乘冪衰減公式和指數(shù)衰減公式分別對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；根據(jù)光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值，確定光纖與電纜的最大間距。
[0007]作為一種實(shí)施方案，所述使故障電纜產(chǎn)生振動(dòng)波，測量距振源一定距離的多個(gè)最大振動(dòng)加速度值具體如下:
[0008]對故障電纜施加高電壓脈沖，使電纜被擊穿產(chǎn)生振動(dòng)波，在距振源一定距離處依次布置多個(gè)加速度傳感器，每兩個(gè)相鄰的加速度傳感器之間具有一定間距，每個(gè)加速度傳感器與振源之間的距離為傳播衰減距離，通過每個(gè)加速度傳感器測量得到多個(gè)最大振動(dòng)加速度值。
[0009]作為一種實(shí)施方案，所述多個(gè)加速度傳感器中，與振源距離最近的加速度傳感器為第一個(gè)加速度傳感器，每兩個(gè)相鄰的加速度傳感器之間的間距和第一個(gè)加速度傳感器與振源之間的距離相同。
[0010]作為一種實(shí)施方案，所 述采用乘冪衰減公式對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合公式如下:
[0011]y1=kx-β
[0012]式中，yi為振動(dòng)波的最大振動(dòng)加速度，X為傳播衰減距離，k為衰減系數(shù)，β為衰減指數(shù)；由此得到乘冪衰減擬合曲線Y1-X。
[0013]作為一種實(shí)施方案，所述采用指數(shù)衰減公式對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合公式如下:
[0014]y2=Ae_ax
[0015]式中，y2為振動(dòng)波的最大振動(dòng)加速度，X為傳播衰減距離，A為衰減系數(shù)，a為衰減指數(shù)；由此得到乘冪衰減擬合曲線y2-x。
[0016]作為一種實(shí)施方案，所述根據(jù)光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值，確定光纖與電纜的最大間距，具體如下:
[0017]首先獲取光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值amin,再作y=amin與曲線y^x、曲線y2x分別交于點(diǎn)Q1和Q2,點(diǎn)Ql、Q2對應(yīng)的橫坐標(biāo)分別為Xl、χ2，通過下式取X1和X2中的較小值作為光纖與電纜的最大間距:
[0018]Xmax=HliniXlj X2I
[0019]若X1>X2，則得到光纖與電纜的最大間距Xmax=X2 ;若X1〈X2，則得到光纖與電纜的最大間距Xniax=Xi。
[0020]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0021]本發(fā)明方法在將光纖振動(dòng)傳感技術(shù)和瑞利散射原理應(yīng)用在電纜故障點(diǎn)定位時(shí)，可以先確定光纖與電纜的最大間距，然后再采用光纖對故障點(diǎn)進(jìn)行定位，既可避免光纖距離電纜太遠(yuǎn)檢測不到振動(dòng)波信號(hào)，又可避免光纖距離電纜太近會(huì)受到損傷，能廣泛應(yīng)用于城市的電力電纜故障點(diǎn)定位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的總體布置方案示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的電纜故障點(diǎn)處徑向截面加速度傳感器布置示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及y1-x、Y2-X和y=amin的曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1:
[0026]本實(shí)施例以實(shí)驗(yàn)方案為例進(jìn)行說明，具體包括以下步驟:
[0027]I)如圖1所示，在木箱周圍放置了防震泡膜，箱體中填滿從電纜溝中取出的沙土，將故障電纜放置于沙土中，由人為制造出電纜故障點(diǎn)；
[0028]2)如圖2所示，在故障點(diǎn)鉛直方向布置7個(gè)加速度傳感器，編號(hào)由下至上分別為
1、2、3、4、5、6和7，每兩個(gè)相鄰的加速度傳感器之間的間距為10cm，其中加速度傳感器I與電纜故障點(diǎn)之間的距離(即傳播衰減距離)為10cm、加速度傳感器2與電纜故障點(diǎn)之間的距離為20cm……加速度傳感器7與電纜故障點(diǎn)之間的距離為70cm ；
[0029]3)如圖1和圖2所示，對故障電纜施加高電壓脈沖，使其被擊穿產(chǎn)生振動(dòng)波，振動(dòng)波在沙土中衰減傳播，加速度傳感器1-7分別測量不同傳播衰減距離的最大振動(dòng)加速度值，將測量得到的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)采集器中，測量數(shù)據(jù)如圖3和下表1所示:
[0030]表1最大振動(dòng)加速度值隨傳播衰減距離的變化
【權(quán)利要求】
1.在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于所述方法包括:使故障電纜產(chǎn)生振動(dòng)波，測量距振源一定距離的多個(gè)最大振動(dòng)加速度值；采用乘冪衰減公式和指數(shù)衰減公式分別對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；根據(jù)光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值，確定光纖與電纜的最大間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于:所述使故障電纜產(chǎn)生振動(dòng)波，測量距振源一定距離的多個(gè)最大振動(dòng)加速度值具體如下: 對故障電纜施加高電壓脈沖，使電纜被擊穿產(chǎn)生振動(dòng)波，在距振源一定距離處依次布置多個(gè)加速度傳感器，每兩個(gè)相鄰的加速度傳感器之間具有一定間距，每個(gè)加速度傳感器與振源之間的距離為傳播衰減距離，通過每個(gè)加速度傳感器測量得到多個(gè)最大振動(dòng)加速度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于:所述多個(gè)加速度傳感器中，與振源距離最近的加速度傳感器為第一個(gè)加速度傳感器，每兩個(gè)相鄰的加速度傳感器之間的間距和第一個(gè)加速度傳感器與振源之間的距離相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于:所述采用乘冪衰減公式對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合公式如下:
yi=kx鄰 式中，Y1為振動(dòng)波 的最大振動(dòng)加速度，X為傳播裳減距尚，k為裳減系數(shù)，β為裳減指數(shù)；由此得到乘冪衰減擬合曲線yi_x。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于:所述采用指數(shù)衰減公式對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，其擬合公式如下:
Y2=Ae^ax 式中，5^為振動(dòng)波的最大振動(dòng)加速度，X為傳播裳減距尚，A為裳減系數(shù)，a為裳減指數(shù)；由此得到乘冪衰減擬合曲線y2_x。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在電力電纜故障中確定光纖與電纜最大間距的方法，其特征在于:所述根據(jù)光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值，確定光纖與電纜的最大間距，具體如下: 首先獲取光纖能檢測到的最小振動(dòng)加速度值amin,再作y=amin與曲線y^x、曲線y2_x分別交于點(diǎn)Q1和Q2,點(diǎn)Ql、Q2對應(yīng)的橫坐標(biāo)分別為Xl、χ2，通過下式取X1和X2中的較小值作為光纖與電纜的最大間距:
Xmax=HliniXlj X2I 若Xl>X2，則得到光纖與電纜的最大間距Xmax=X2 ;若Xl〈X2，則得到光纖與電纜的最大間距 xIIiax=xI。
【文檔編號(hào)】G01S11/00GK103913738SQ201410085653
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】金尚兒, 劉剛 申請人:華南理工大學(xué)