(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211260233.6 (22)申请日 2022.10.14 (71)申请人 国网山东省电力公司聊城供电公司 地址 252000 山东省聊城市经济技 术开发 区东昌路179号 (72)发明人 刘金凯　白湘玮　李刚　刘晖　 曹景雷　朱天昊　张蕊　赵化宾　 陆剑　侯言兵　白红娜　 (74)专利代理 机构 济南舜源专利事务所有限公 司 37205 专利代理师 尹俪娟 (51)Int.Cl. H02H 1/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) G06F 16/24(2019.01)G06F 16/248(2019.01) (54)发明名称 一种基于故障电压特征的中压配电电缆故 障分析方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种基于故障电压特征的中压 配电电缆故障分析方法及系统， 涉及中压配电电 缆潜伏性故障识别领域， 在电缆相电压出现波动 且保护未动作时， 记录的相电压波形， 并上传至 监控服务器； 监控服务器接收上传的相电压波形 数据后， 利用相空间重构的方法将波动的一维相 电压重构到时序二维相空间中； 利用以下计盒维 数公式对相空间重构后轨迹所围二维图形进行 特征提取： 监控服务器通过对相空间重构轨迹特 征进行分析， 得到潜伏性故障。 本发明可 以检测 并定位电缆潜伏性故障对预防电缆永久性故障、 减少因故障造成的停电损失及保障电力系统安 全运行。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115483662 A 2022.12.16 CN 115483662 A 1.一种基于故障电压特 征的中压配电 电缆故障分析 方法， 其特 征在于， 方法包括： S1： 在电缆相电压出现波动且保护未动作时， 记录的相电压波形， 并上传至监控服务 器； S2： 监控服务器接收上传的相电压波形数据后， 利用相空间重构的方法将波动的一维 相电压重构到时序二维相空间中； S3： 利用以下计盒维数公式对相空间重构后轨 迹所围二维图形进行 特征提取： 其中， D为相空间重构图形的计盒维数， Nr是在盒子尺度r下覆盖图形 所需的最小数量； S4： 监控服 务器通过对相空间重构轨 迹特征进行分析， 得到潜伏性故障。 2.根据权利要求1所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， 步骤S2中， 对相电压波形数据进行相空间重构， 获得异常电压信号的相空间重构轨迹， 将异常电压一维时域状态序列u(t)的延 迟变量u(t+τ )， u(t+2 τ )， …， u(t+(n‑1)τ )组成一个 n维的向量U(t)， 即将一维电压变量映射到n维时域空间， 其公式如下： U(t)＝[u(t),u(t+τ ),. ..,u(t+(n ‑1)τ )] 其中， τ 是延迟时间， n 为嵌入维数。 3.根据权利要求2所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， 步骤S2中， 利用联合选取参数最佳嵌入窗及 τ w及重构 延迟 τ， 推导出最佳嵌入维数n。 4.根据权利要求3所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， 步骤S3的具体过程是： S31： 统计相空间重构轨 迹所围图形总像素； S32： 令盒子尺度r(i)＝ N/2， N/4， …， N/2n， 其中， N 为图像尺度； S33： 统计不同尺度下覆盖图像所需最小盒子数目Nr(i)； S34： 在序列(r(i),Nr(i))(i＝1,2, …n)的分形无标度区采用最小二乘法确定其负斜 率， 得到图像的计盒维数D。 5.根据权利要求1所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， 在故障发生 时， 将现场录波设备所记录的故障前后两周期的相电压信 息上传给监控服 务器。 6.根据权利要求1所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， S4之后还 包括： S51， 监控服务器配置潜伏性故障曲线图， 并将潜伏性故障曲线图转换成预设文件， 将 预设文件 储存到数据库中； S52， 监控服 务器接收用户输入的控制指令， 读取 数据库中的预设文件； S53， 解析预设文件， 将预设文件解析成潜伏性故障曲线图， 并展示潜伏性故障参数。 7.根据权利要求6所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115483662 A 2监控服务器对相空间重构轨 迹特征进行分析， 得到分析 数据； 按预设曲线图建立故障分析 X轴和故障分析Y轴； 创建故障分析 X轴坐标网格线和故障分析Y轴坐标网格线， 形成时序二维相空间； 在坐标系中设置绘制曲线图标题； 监控服务器接收到所上传的相电压波形数据后， 将波动的一维相电压重构到时序二维 相空间中。 8.根据权利要求6所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析方法， 其特征在 于， 预设文件 采用JPEG文件、 或TIF F文件、 或RAW文件、 或BMP文件、 或GIF文件、 或PNG文件。 9.一种基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析系统， 其特征在于， 系统采用如权 利要求1至8任意 一项所述的基于故障电压特 征的中压配电 电缆故障分析 方法； 系统包括： 监控服 务器和现场录波设备； 现场录波设备用于在电缆相电压出现波动且保护未动作时， 记录的相电压波形， 并上 传至监控服 务器； 监控服务器用于接收到所上传的相电压波形数据后， 利用相空间重构的方法将波动的 一维相电压 重构到时序二维相空间中； 利用以下计盒维数公式对相空间重构后轨 迹所围二维图形进行 特征提取： 其中， D为相空间重构图形的计盒维数， Nr是在盒子尺度r下覆盖图形 所需的最小数量； 通过对相空间重构轨 迹特征进行分析， 得到潜伏性故障， 对潜伏性故障进行显示。 10.根据权利要求9所述的基于故障电压特征的中压配电电缆故障分析系统， 其特征在 于， 系统还包括： 数据库； 数据库用于储 存系统数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115483662 A 3