各种干扰产生的。难 W正确辨别出哪个反射波才是我们需要的故障点反射波，不匹配的反射波形选取会造成故 障定位失败。采用小波方法对脉冲在整个传播过程中信号的分析处理，可W实现一部分电 缆的故障定位，但是对于一些特殊情况，比如反射波形是由大量不相干信号引起时，电缆存 在分接头等，该方法定位具有一定的局限性。文章前文分析了行波在电缆中的传播规律，外 加脉冲也满足运些规律，因此提出一种针对脉冲衰减规律的反射波形辨别方法，期望达到 正确识别故障处反射波的目的。从行波法检测电缆故障时的外加注入脉冲的衰减情况入 手，通过研究注入脉冲在电缆线路的衰减规律，建立反射波形与脉冲衰减距离的脉冲波形-衰减距离规律。通过实测反射波形与衰减规律中的数据对比，剔除不相干的干扰波形，正确 辨别故障点的反射波，实现电缆故障定位。
[0066]实现步骤
[0067]本方法提出的根据是，现场定位采用的是外加高频脉冲，理论上外加的高频脉冲 是可控的，高频脉冲在电缆中会发生衰减，脉冲随着衰减距离的增加会有一定的规律性。而 利用外加脉冲法进行电缆故障定位的过程，其实就是脉冲在电缆中的衰减过程。衰减一定 距离的反射波形和入射脉冲是确切对应的，因而可W通过一定的数值表示方法将衰减后的 波形数量化，建立一个经电缆衰减后的反射脉冲波形和入射脉冲在不同传输距离下的对应 关系，W此来反映电缆故障定位中脉冲信号在波阻抗不连续点的一个脉冲衰减距离规律。
[0068]脉冲的形状、幅度和宽度是脉冲的主要参数。脉冲宽度就是电流或者电压随时间 有规律变化的时间宽度。此处引入脉冲信号半幅值脉宽的概念，即脉冲信号半幅值的宽度。 用脉冲信号的半幅值脉宽来描述经过电缆衰减后的反射波形，运样可W建立起脉冲衰减后 的波形与衰减距离的对应关系。通过大量的模拟实验，可W绘制电缆的脉冲衰减波形与脉 冲传播距离的规律曲线。通过将各个反射波头的半幅值脉宽与衰减规律中对应距离下的标 准值对比，即可有效识别出故障点的反射脉冲，达到定位的效果。
[0069] 对比的方法为：当定位时出现多个反射波头不能正确辨识反射波头时，存在多个 反射波形，将波形从左至右编号为S1，S2，S3…。反射波波头对应的时间为设为tl，t2，t3…。 首先假设SI就是入射脉冲在故障点处发生反射得到的波头，求得脉冲信号在电缆中的传播 衰减距离L1，并求波形S1的半幅值脉宽Pwl。在脉冲衰减距离规律表中，找到距离L1对应下 的标准波形半幅值脉宽PwO，将两者进行比较，如果Pwl与PwO相等或者两者相差不大，则说 明S1确实是脉冲信号在故障处对应的反射脉冲波形，根据S1求得的电缆故障距离就是正确 的故障发生距离。如果Pwl与规律中PwO相差很大，则反射波S1不是对应故障处的反射波头， 选取反射波S2,采用S1相同的处理方式，判别是否为入射脉冲在故障处的反射波。W此进行 下去直到确定合适的反射波，即可达到判断正确定位波形，实现故障定位的目的。
[0070]使用该方法用作故障定位时，需要结合小波定位方法，确定波头对应时间，求得衰 减距离。该方法的流程图如图2所示：
[0071] 定位的具体操作步骤为：
[0072] (1)确定好本次定位中对应电缆故障情况下的脉冲衰减规律库。根据定位前对电 缆故障情况的初步判断，调用与之匹配的脉冲衰减规律。
[0073] (2)对采集到的故障反射波形信号分类编号S1，S2，S3…，并记录。
[0074] (3)运用前章中的小波定位方法，提取该反射波头S1的对应时间，由定位公式 王=^心1/求出故障距离1^，如果该故障距离是我们已知的该电缆中分接头的距离，则该反 射波肯定是由电缆分接头处反射得到的，将它剔除掉不予考虑。如果不是，则计算该波形的 半幅值脉宽Pwl，并记录下来。
[0075] (4)在脉冲衰减规律中查寻距离L1对应下的反射波形脉冲半幅值脉宽PwO,记录下 来D
[0076] (5)反射波形的判断。将第四步中记录的数据PwO与第Ξ步中的数据Pwl相比较，如 果两者吻合，则该波即为脉冲经故障点反射回来的反射波形。W该波形求得的故障距离L1 为电缆的故障发生距离。
[0077] (6)如果两者相差较大，则该反射波为干扰带来的不相干反射波形，选取下一反射 波S2重复上述3至化步中的操作，直到选出正确的故障点反射波形，实现电缆的故障测距。
[0078]脉冲衰减规律拟合曲线的建立
[0079]运用脉冲衰减距离规律辨识故障点对应反射波形，实现故障定位的前提是脉冲信 号随距离衰减规律的建立，运也是本方法的最重要环节。
[0080]思路是:采用仿真的方式，通过对预设脉冲在同一型号电缆中不同距离下的模拟 仿真，得到该脉冲在运条电缆中的波形衰减规律。
[0081]具体方法为:通过模拟一个已知外加脉冲在确定型号电缆中传播遇波阻抗点发生 反射并传播回发射点的信号衰减过程，对衰减后的脉冲信号W波形的半幅值脉宽来数量化 表示，运样便于确立脉冲反射波形与脉冲在电缆中衰减的对应关系。而定位中其他反射波 形不适用该对应关系，因而可W被剔除掉。选取相同的模拟条件，只是更改电缆的波阻抗不 连续点位置，即改变脉冲在电缆中的衰减距离，重复进行大量上述操作，获得一系列脉冲信 号在该型号电缆中的脉冲衰减-距离关系。从而建立了一个脉冲在固定型号电缆中的脉冲 随衰减距离的规律库，规律库中选择的样本越多，规律库就越具有可信性。对上述操作获得 的一系列数据进行处理，可得出一个脉冲波衰减-距离规律曲线，运样所有的对应关系可通 过查询规律曲线获得。该规律库可W通过实际应用中具体的适用情况不断完善。
[0082]通过上述方法，搭建了仿真电路并进行仿真计算，得到了一个脉冲衰减距离曲线 样本，如图3所示：
[0083] 电缆故障模型的建立：电缆总长设为20km，电缆存在一个分接头，位置设为1.5km 处。故障发生在6km处，故障设为单相接地永久性故障。此外，通过外加脉冲模块，获得不相 干信号的反射波形。电缆故障仿真模型如图4所示。
[0084]仿真得到的反射波形如下图所示，从图中可W看到存在多个反射波形，运些反射 波可能是故障点的反射波形，也可能是电缆分接头的反射波形和不相干杂质的反射波，无 法正确判别，给故障定位带来很大难度。
[0085]分别提取图5中的前5个反射波形P1，P2，P3，P4，P5的数据，依次求出5个反射波形 的半幅值脉宽Pwl，Pw2，Pw3，Pw4，Pw5。并通过小波方法求得P1，P2，P3，P4，P5的故障距离L1， 1^2，1^3，1^4，1^5。经过计算，1^为1.53缸，与预设的电缆分接头相吻合，所^它一定是电缆分接 头处的反射波形，定位时予W剔除，不再考虑。只辨识?2，？3，？4，？5对应的反射波形。调取上 节中已建立好的脉冲衰减距离规律曲线，在规律曲线中查找距离12，1^3，1^4，15对应下的半 幅值脉宽1^20，？*30，？*40，？*50，数据如下表所示。1^为对各个发射波形进行小波定位的故 障距离，Pw为各反射波形对应的半幅值脉宽，PwO为规律库中相应距离下对应的标准半幅值 脉宽。
[0086]
[0087] 通过表中Pw与PwO的对比，发现Pw2与脉冲衰减距离规律库中的半幅值脉宽Pw20相 符，其余都相差很大。因此，P2为该脉冲在故障点反射的反射波形，实现了波形的辨识，同时 WP2作为小波定位的距离结果L2就是故障的发生