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相较于架空线易受天气、鸟类等非可控因素影响且占地面积大的缺点,电力电缆多埋于地下,不仅节约了土地资源,而且避免了上述因素的影响,因此在城市电网中电缆的应用越来越普遍。但是,随着运行时间的增加,由于绝缘老化、电缆自身结构缺陷等原因,导致电缆的故障率越来越高。由于电缆一般敷设在地下,而且故障类型较多,因此对电缆故障如何精准快速的定位成为重要的研究内容。目前常见测距方法是在现场对实际电缆的低阻故障与高阻故障进行行波录波,凭经验估读波形得到故障距离,导致故障点位置判定不够准确,可能延误检修工期。 小波变换具有局部分析和细化信号的功能,能够展现信号的趋势、突变点、和自相似性等性质。因此,本课题结合小波变换与行波法对电力电缆故障的测距进行了如下研究。 ①根据电缆中行波的传播速度只与电缆绝缘材料的相对介电常数和相对磁导率相关这一理论,本文以10KV电压等级的交联聚乙烯绝缘电缆为研究对象,基于ATP/EMTP建立了频变电缆仿真模型,并通过仿真验证了该模型符合实际交联聚乙烯电缆的工频特性、高频特性以及行波传输特性。 ②利用所建立的仿真模型搭建单回线电缆仿真系统,并基于低压脉冲法对线路的断路和低阻故障进行分析。结合小波变换对仿真结果进行分析,通过小波变换的多分辨分析、信号的奇异性检测理论以及模极大值实现对电缆故障点的精准测距。同时,仿真发现小波变换的分解层数以及行波信号的频率会影响小波变换的测距结果,但是影响很小。 ③在对现场电缆网络的低阻故障测距时,由于电缆自身结构以及电缆分支点的影响,导致故障点反射波辨识困难,本文利用脉冲反射波形比较测量法解决这一问题。将所测得行波信号利用小波变换进行处理,显示小波变换能够准确地找到测试脉冲与故障点反射脉冲的波头,其测距结果与精确定点的结果误差很小,证明该方法能够准确地测出配网中电缆故障距离,由此得出小波变换能够提高测距精准度的结论。