基于多模信息融合的电力电缆故障精确定位技术

摘要

电力电缆故障已经是电力系统中非常普遍的问题,严重影响着电力系统安全,给社会带来难以预计的经济损失。电缆故障的精确定位是解决故障问题的核心,直接关系到故障定位的快速性和有效性。针对这一问题,论文根据当前电缆故障精确定位技术的发展,比较它们的优点与缺点,提出基于多模信息融合的电力电缆故障精确定位技术。
　　论文首先从理论分析的角度阐述电力电缆传输线发生故障的机理,环境因素对于电缆发生故障的作用。针对于不同的电缆故障类型,引入电缆故障源有效冲击放电概念。结合实验室测试数据和 MATLAB工具,分别就电缆的低压脉冲测试、路径寻迹和故障信号检测展开讨论,研究在电缆故障源有效冲击条件下的故障信号特征。然后针对电缆故障定位过程中的多模信号,分析传感器原理,设计测量电路,设计整体的硬件电路与系统。对测量电路采用Pspice仿真软件进行电路性能仿真。分析和提取故障信号的特征,设计弱信号检测的硬件和软件抗干扰措施,以应对电缆故障定位过程中遇到的复杂环境干扰。最后采用模糊理论建立故障信息的特征和隶属函数的映射关系,引入模糊估计的思想,对每一个测试点的故障信息进行信息融合,获得最大似然估计点,实现电缆故障精确定位的智能推理。
　　结合在昆山市获得的故障测试数据,对多模信息进行数据融合,得到故障测试的准确信息融合结果,找到电缆故障的精确位置。这表明基于多模信息融合的电力电缆故障精确定位技术很好的实现了故障定位的快速性与有效性,与现行的故障定位技术比较具有明显的优点,实现故障定位的智能化。

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第一章 绪论

1.1课题的来源与背景

1.2电力电缆故障精确定位技术的发展概况

1.3现有精确定位技术存在的问题

1.4论文的主要工作和章节安排

第二章 精确定位系统原理分析

2.1复杂的现场环境

2.2电缆故障源有效冲击放电

2.3多频点冲击定位能控信号发生技术

2.4电力电缆故障源多模信息的获取

2.5多模信息融合的故障定位

第三章 精确定位系统硬件电路设计

3.1系统的功能框图

3.2传感器

3.3信号测量电路设计

3.4信号采样电路

3.5信号转换和整形电路

3.6电源管理

3.7 USB接口电路

3.8微处理器及其它接口电路

第四章 信息融合的算法实现

4.1相关检测

4.2声磁同步检测

4.3故障源信号检测影响因子

4.4信息融合

第五章 故障测试结果与仿真

总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文