一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法及装置

摘要

本申请公开了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位及装置，用以解决现有的电缆故障定位方法由于外界环境因素干扰，定位结果准确性较低的技术问题。方法包括：通过阻抗分析仪获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；基于A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；根据第一故障定位函数，通过几何算法，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数；通过待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定待测三芯电缆的故障位置信息。本申请通过上述方法排除了外界环境因素的干扰，实现了对三芯电缆故障位置的准确定位。

权利要求

1.一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；其中，所述A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱分别由阻抗分析仪对所述待测三芯电缆的三相芯线的阻抗测试而得到；

基于所述A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；

根据所述第一故障定位函数，通过几何算法，确定所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，具体包括：计算A相芯线对应的第一故障定位函数与B相芯线对应的第一故障定位函数之间的第一差值，并计算所述第一差值的绝对值；以及，计算所述A相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第二差值，并计算所述第二差值的绝对值；

对所述第一差值的绝对值与所述第二差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述A相芯线对应的第二故障定位函数；

计算所述B相芯线对应的第一故障定位函数与所述C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第三差值，并计算所述第三差值的绝对值；

对所述第三差值的绝对值与所述第一差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述B相芯线对应的第二故障定位函数；

对所述第二差值的绝对值与所述第三差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述C相芯线对应的第二故障定位函数；

通过所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定所述待测三芯电缆的故障位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，所述基于所述A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数，具体包括：对A相芯线对应的A相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到所述A相芯线对应的第一故障定位函数；以及，对B相芯线对应的B相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到所述B相芯线对应的第一故障定位函数；以及，对C相芯线对应的C相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到所述C相芯线对应的第一故障定位函数。

3.根据权利要求1所述的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，所述通过所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定所述待测三芯电缆的故障位置信息，具体包括：基于所述待测三芯电缆的观测相芯线对应的第二故障定位函数，确定所述观测相芯线对应的第二定位曲线；其中，所述观测相芯线至少包括以下任意一项或者多项：A相芯线、B相芯线以及C相芯线；

确定所述第二定位曲线两端的阻抗幅值峰值，以确定所述观测相芯线对应的第一端点位置信息与第二端点位置信息；

在所述观测相芯线对应的第二定位曲线中，确定出位于所述第一端点位置信息与所述第二端点位置信息之间的第一组阻抗幅值峰值；

基于所述第一组阻抗幅值峰值，确定所述观测相芯线的故障位置信息，进而确定所述待测三芯电缆的故障位置信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，在确定所述观测相芯线对应的第二定位曲线之前，所述方法还包括：基于所述观测相芯线对应的第一故障定位函数，确定所述观测相芯线对应的第一定位曲线；

确定所述第一定位曲线两端的阻抗幅值峰值，以确定所述观测相芯线对应的第一端点位置信息以及第二端点位置信息；

在所述第一定位曲线中，确定位于所述第一端点位置信息与所述第二端点位置信息之间的第二组阻抗幅值峰值。

5.根据权利要求4所述的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，所述基于所述第一组阻抗幅值峰值，确定所述观测相芯线的故障位置信息，具体包括：将所述第一组阻抗幅值峰值与所述第二组阻抗幅值峰值进行对比；

确定存在于所述第一组阻抗幅值峰值中，但不存在于所述第二组阻抗幅值峰值中的若干阻抗幅值峰值，并在所述第一组阻抗幅值峰值中，剔除所述若干阻抗幅值峰值，以得到新的第一组阻抗幅值峰值；

基于所述新的第一组阻抗幅值峰值，确定所述观测相芯线对应的故障位置信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，其特征在于，所述基于所述新的第一组阻抗幅值峰值，确定所述观测相芯线对应的故障位置信息，具体包括：确定所述新的第一组阻抗幅值峰值中的各阻抗幅值峰值分别对应的首端距离；其中，所述首端距离用于指示所述各阻抗幅值峰值对应的位置信息与所述观测相芯线第一端点位置信息之间的距离；

基于所述各阻抗幅值峰值分别对应的首端距离，确定所述观测相芯线对应的各故障位置信息。

7.一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；其中，所述A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱分别由阻抗分析仪对所述待测三芯电缆的三相芯线的阻抗测试而得到；

确定模块，用于基于所述A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；

所述确定模块，还用于根据所述第一故障定位函数，通过几何算法，确定所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，具体包括：计算A相芯线对应的第一故障定位函数与B相芯线对应的第一故障定位函数之间的第一差值，并计算所述第一差值的绝对值；以及，计算所述A相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第二差值，并计算所述第二差值的绝对值；

对所述第一差值的绝对值与所述第二差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述A相芯线对应的第二故障定位函数；

计算所述B相芯线对应的第一故障定位函数与所述C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第三差值，并计算所述第三差值的绝对值；

对所述第三差值的绝对值与所述第一差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述B相芯线对应的第二故障定位函数；

对所述第二差值的绝对值与所述第三差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定所述C相芯线对应的第二故障定位函数；

所述确定模块，还用于通过所述待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定所述待测三芯电缆的故障位置信息。

说明书

一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及电力电缆技术领域，尤其涉及一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法及装置。

背景技术

[0002] 随着国家科技的发展，电能的需求量越来越大，而且人们关于电力供应的要求也不再是仅仅有电可用，而是希望日常用电能够稳定，减少出现停电事故的次数。在电能传输上，配电电缆尤其是三芯电缆之间成为应用极为广泛的电能传输工具。但在电能传输过程中，由于电缆本身缺陷、工作环境等因素，输电电缆容易出现故障，给用电稳定、用电安全带来了极大的隐患。

[0003] 目前，对三芯电缆故障检测定位的方法，容易受到外界电磁环境的干扰，造成故障定位过程中存在引起误判的干扰因素，这就使得三芯电缆故障定位的准确性大大降低。

发明内容

[0004] 本申请实施例提供了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法及装置，用以解决现有的电缆故障定位方法由于外界环境因素干扰，定位结果准确性较低的技术问题。

[0005] 一方面，本申请实施例提供了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，包括：获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；其中，A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱分别由阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线的阻抗测试而得到；基于A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；根据第一故障定位函数，通过几何算法，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数；通过待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定待测三芯电缆的故障位置信息。

[0006] 在本申请实施例中，通过阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线分别测试阻抗谱，并根据阻抗谱确定第一故障定位函数，然后通过几何算法对第一故障定位函数进行处理，得到改进后的第二故障定位函数，能够将第一故障定位函数中出现误判的点剔除掉，有效地减小了外界干扰对待测三芯电缆阻抗谱测量时的影响，提高了定位准确度。

[0007] 在本申请的一种实现方式中，基于A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数，具体包括：对A相芯线对应的A相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到A相芯线对应的第一故障定位函数；以及，对B相芯线对应的B相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到B相芯线对应的第一故障定位函数；以及，对C相芯线对应的C相阻抗谱进行傅里叶积分变化，得到C相芯线对应的第一故障定位函数。

[0008] 在本申请的一种实现方式中，根据第一故障定位函数，通过几何算法，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，具体包括：计算A相芯线对应的第一故障定位函数与B相芯线对应的第一故障定位函数之间的第一差值，并计算第一差值的绝对值；以及，计算A相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第二差值，并计算第二差值的绝对值；对第一差值的绝对值与第二差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定A相芯线对应的第二故障定位函数。

[0009] 在本申请的一种实现方式中，在确定A相芯线对应的第二故障定位函数之后，方法还包括：计算B相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的第三差值，并计算第三差值的绝对值；对第三差值的绝对值与第一差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定B相芯线对应的第二故障定位函数。

[0010] 在本申请的一种实现方式中，在确定B相芯线对应的第二故障定位函数之后，方法还包括：对第二差值的绝对值与第三差值的绝对值进行求取平均数运算，并基于运算结果，确定C相芯线对应的第二故障定位函数。

[0011] 本申请实施例中，通过计算各相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值平均数，确定各项芯线对应的第二故障定位函数。在基于第二故障定位函数进行故障定位时，可以有效地减少因外界环境而引起的误判因素，提高故障定位的准确度，也可以减少第二故障定位函数对应的定位曲线中的非有效波动对故障定位带来的影响，保证故障定位的良好效果。

[0012] 在本申请的一种实现方式中，通过待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定待测三芯电缆的故障位置信息，具体包括：基于待测三芯电缆的观测相芯线对应的第二故障定位函数，确定观测相芯线对应的第二定位曲线；其中，观测相芯线至少包括以下任意一项或者多项：A相芯线、B相芯线以及C相芯线；确定第二定位曲线两端的阻抗幅值峰值，以确定观测相芯线对应的第一端点位置信息与第二端点位置信息；在观测相芯线对应的第二定位曲线中，确定出位于第一端点位置信息与第二端点位置信息之间的第一组阻抗幅值峰值；基于第一组阻抗幅值峰值，确定观测相芯线的故障位置信息，进而确定待测三芯电缆的故障位置信息。

[0013] 在本申请的一种实现方式中，在确定观测相芯线对应的第二定位曲线之前，方法还包括：基于观测相芯线对应的第一故障定位函数，确定观测相芯线对应的第一定位曲线；确定第一定位曲线两端的阻抗幅值峰值，以确定观测相芯线对应的第一端点位置信息以及第二端点位置信息；在第一定位曲线中，确定位于第一端点位置信息与第二端点位置信息之间的第二组阻抗幅值峰值。

[0014] 在本申请的一种实现方式中，基于第一组阻抗幅值峰值，确定观测相芯线的故障位置信息，具体包括：将第一组阻抗幅值峰值与第二组阻抗幅值峰值进行对比；确定存在于第一组阻抗幅值峰值中，但不存在于第二组阻抗幅值峰值中的若干阻抗幅值峰值，并在第一组阻抗幅值峰值中，剔除若干阻抗幅值峰值，以得到新的第一组阻抗幅值峰值；基于新的第一组阻抗幅值峰值，确定观测相芯线对应的故障位置信息。

[0015] 本申请实施例中，通过将第一定位曲线与第二定位曲线上的阻抗幅值峰值进行对比，将存在于第二定位曲线但不存在于第一定位曲线上的阻抗幅值峰值剔除掉，避免了由于其他相的故障带来新的误判因素，进而保证了故障定位的准确性。

[0016] 在本申请的一种实现方式中，基于新的第一组阻抗幅值峰值，确定观测相芯线对应的故障位置信息，具体包括：确定新的第一组阻抗幅值峰值中的各阻抗幅值峰值分别对应的首端距离；其中，首端距离用于指示各阻抗幅值峰值对应的位置信息与观测相芯线第一端点位置信息之间的距离；基于各阻抗幅值峰值分别对应的首端距离，确定观测相芯线对应的各故障位置信息。

[0017] 另一方面，本申请实施例还提供了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位装置，装置包括：获取模块，用于获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；其中，A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱分别由阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线的阻抗测试而得到；确定模块，用于基于A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；确定模块，还用于根据第一故障定位函数，通过几何算法，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数；确定模块，还用于通过待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定待测三芯电缆的故障位置信息。

附图说明

[0018] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0019] 图1为本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法流程图；

[0020] 图2为本申请实施例提供的三芯电缆的三相芯线分别对应的第一定位曲线图；

[0021] 图3为本申请实施例提供的A相芯线的第一定位曲线和第二定位曲线对比图；

[0022] 图4为本申请实施例提供的标注后的A相芯线的第一定位曲线和第二定位曲线对比图；

[0023] 图5为本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位装置内部结构示意图。

具体实施方式

[0024] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0025] 随着国家科技的发展，电能的需求量越来越大，而且人们关于电力供应的要求也不再是仅仅有电可用，而是希望日常用电能够稳定，减少出现停电事故的次数。在电能传输上，配电电缆是应用极为广泛的电能传输工具，其设计寿命较长。然而早期配网电缆安装质量管控不足、运行通道环境恶劣、运检技术手段单一，大部分长寿命配网电缆线路已产生明显绝缘老化及性能劣化，配电电缆故障率和缺陷隐患数量长期居高不下，再加上各种外界不利因素，比如局部过热、局部破损、局部放电等等，电缆的实际使用寿命会大幅缩短，如果不及时排查并更换有缺陷的电缆段，则可能会造成大面积停电事故，对国家的各行各业造成巨大的损失，用户的用电体验也会不佳。

[0026] 为了保证电缆的运行状态稳定，电网公司需要定期派出检修人员对相应电缆段进行故障排查。然而一根电缆可长达数公里，单纯依靠人力检查会浪费大量时间和资金。此外，人力检查电缆只适用于有明显缺陷的故障程度，针对诸如轻度老化、受潮等潜伏性缺陷，则难以通过人工检修方式发现。于是各种电缆故障检测手段得以运用，有断裂伸长率法、局部放电检测法、时域信号反射法、频域信号反射法等等。

[0027] 在实际运用中，断裂伸长率法、局部放电检测法以及时域信号反射法都有其固有缺陷。断裂伸长率是一种机械检测方式，即对电缆进行抗张力试验使其断裂，再计算破坏后的伸长部分与原始长度的比值，并以此判断电缆是否失效，很明显这种方法会对电缆造成损伤；局部放电检测法则是根据电缆破损段在运行时会放电的原理来对故障进行定位，然而放电信号一般比较微弱，再加上周围环境的电磁干扰，要准确测量放电信号的位置极为困难；时域信号反射法则是对电缆入射一个阶跃信号或脉冲信号，由于缺陷段特征阻抗与正常段不同，信号在故障处会发生反射，在入射端检测到反射信号后，根据入射信号和反射信号的时间差得到故障位置，但是该法需要反射信号幅值较大，适合开路或短路这种极端故障，而对潜伏性的故障则不易检测到明显的反射信号。

[0028] 因为上述三种方法的缺陷，一种对电缆无损伤的信号反射检测方法——频域反射法，得以运用于电缆故障定位中。频域信号反射法是对时域信号反射法的一种改进，研究领域从时间域变为频率域，将不易在时间域发现的故障信息放大，从而在频域内发现，最后通过算法转化为故障定位曲线。

[0029] 阻抗谱便是频域反射法的一种，该方法简要原理为：对试验电缆的首端注入一个扫频信号，然后测量在不同频率下，电缆首端的阻抗，形成阻抗谱，电缆中存在缺陷时，缺陷段的传播系数以及特征阻抗发生变化，且受频率影响，所以在阻抗谱积分变换后可以得到包含缺陷位置信息的故障定位函数。

[0030] 然而现场应用阻抗谱测试配电电缆时，由于外界的电磁环境的干扰，最终获取的故障定位函数中常常存在引起误判的干扰因素，即误认为正常段存在缺陷，这将导致不必要的人力和资金的浪费，亟需开展阻抗谱定位准确性的改善性研究，减少因外界干扰引起的故障误判次数，保证资金的有效利用率。

[0031] 本申请实施例提供了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法及装置，解决了现有的电缆故障定位方法由于外界环境因素干扰，定位结果准确性较低的技术问题。下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

[0032] 图1为本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法流程图。如图1所示，定位方法主要包括以下步骤。

[0033] 步骤101、获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱。

[0034] 本申请实施例中，首先利用阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线的阻抗进行测试，分别得到三相芯线对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱。其中，A相阻抗谱是阻抗分析仪对待测三芯电缆的A相芯线的阻抗测试得到的；B相阻抗谱是阻抗分析仪对待测三芯电缆的B相芯线的阻抗测试得到的；C相阻抗谱是阻抗分析仪对待测三芯电缆的C相芯线的阻抗测试得到的；由于阻抗分析仪具有高精度、能够适应不同测量对象、并能在不同测试频率下精确测量的优点，因此本申请实施例中选用阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线的阻抗谱进行测量。

[0035] 在使用时，首先将阻抗分析仪接通电源，将外壳接地，然后将阻抗分析仪的测量通道通过导线连接到待测三芯电缆的三相芯线其中的一相芯线，连接完毕之后，打开阻抗分析仪的电源，并将阻抗分析仪调试到相应的预设测试频率之下，此时阻抗分析仪会通过导线向待测的一相芯线注入扫频信号，测试得到该芯线的阻抗谱数据。

[0036] 在本申请实施例中，阻抗分析仪通过局域网络连接在计算机设备上，当测试完成之后，计算机设备会自动读取阻抗分析仪测试的阻抗谱数据，并将阻抗谱保存在本地以便于后续进行分析。计算机设备在读取到阻抗谱数据之后，会对阻抗谱进行预先的筛查，筛除掉由于接触故障或传输过程中造成数据损失而出现明显错误的阻抗谱，并发出重新测试的指令。阻抗分析仪接收到重新测试的指令后，对待测芯线再次进行测试，直至得到未出现明显错误的阻抗谱。

[0037] 需要说明的是，上述过程为对待测三芯电缆的三相芯线其中一相芯线进行阻抗谱的测试，对其余两相芯线进行阻抗谱的测试，具体方法及过程不变，因此本申请实施例对此不再赘述。需要注意的是，在三次测试时每次用导线连接待测芯线和阻抗分析仪时应当使用相同的导线和夹具，并在相同的位置进行夹持，以最大程度减小不必要的误差干扰因素。

[0038] 步骤102、确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数。

[0039] 本申请实施例中，计算机设备在读取到阻抗分析仪测试的待测三芯电缆的A相芯线的A相阻抗谱之后，对A相阻抗谱进行傅里叶积分变换，得到A相芯线对应的第一故障定位函数，并根据A相芯线对应的第一故障定位函数绘制出A相芯线对应的第一定位曲线图。同时，对B相芯线对应的B相阻抗谱进行傅里叶积分变换，得到B相芯线对应的第一故障定位函数，并根据B相芯线对应的第一故障定位函数绘制出B相芯线对应的第一定位曲线图；以及，对C相芯线对应的C相阻抗谱进行傅里叶积分变换，得到C相芯线对应的第一故障定位函数，并根据C相芯线对应的第一故障定位函数绘制出C相芯线对应的第一定位曲线图。

[0040] 进一步地，计算机设备将三芯电缆的三相芯线分别对应的第一定位曲线图整合到同一张定位曲线图中，如图2所示，图2为本申请实施例提供A相芯线的第一定位曲线和第二定位曲线对比图。图2中A相、B相、C相分别对应本申请实施例中A相芯线、B相芯线、C相芯线，其中，第一定位曲线和第二定位曲线对比图中的横轴代表首端距离，纵轴代表幅值。需要说明的是，首端距离指的是待测三芯电缆上的任一点与待测三芯电缆的第一端点之间的距离。

[0041] 步骤103、确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数。

[0042] 本申请实施例中，计算机设备通过A相芯线对应的第一故障定位函数、B相芯线对应的第一故障定位函数，以及C相芯线对应的第一故障定位函数，得到三相芯线分别对应的第二故障定位函数。为使获得的第二故障定位函数更加准确，在本申请实施例中，具体使用平均差分的方法处理和改进待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数。需要说明的是，本申请实施例中的平均差分方法，指的是将任意两相芯线对应的第一故障定位函数进行差值计算，并将差值取绝对值；然后基于该差值的绝对值，确定任一相芯线对应的第二故障定位函数。

[0043] 由于在同一根配电电缆，三根芯线是处于三角对称且平行排布的状态，故而可以近似认为三根芯线受到外界电磁环境的干扰程度是一致的，将三根芯线的故障定位曲线通过平均差分处理，即可减少曲线的非有效波动对故障定位带来的影响，保证故障定位的效果。

[0044] 具体地，以A相芯线为例，可以有如下平均差分公式：

[0045] fAB(x)＝|fA(x)‑fB(x)|

[0046] fAC(x)＝|fA(x)‑fC(x)|

[0047]

[0048] 其中，A、B、C分别表示三芯电缆三相芯线的A相芯线、B相芯线、C相芯线；fAB(x)为A相芯线、B相芯线差分函数，fAC(x)为A相芯线、C相芯线差分函数；fA(x)、fB(x)、fC(x)分别为A相芯线、B相芯线、C相芯线对应的第一故障定位函数；FA(x)为A相芯线经过平均差分改进后的第二故障定位函数。

[0049] 本申请实施例中，计算机设备计算A相芯线对应的第一故障定位函数与B相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，然后计算A相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，将两个差值绝对值进行平均数运算，得到的新函数即为A相芯线对应的第二故障定位函数。然后根据A相芯线对应的第二故障定位函数，绘制出A相芯线对应的第二定位曲线图。

[0050] 具体地，计算机设备将前述操作中得到的A相芯线对应的第一定位曲线图与改进后的A相芯线对应的第二定位曲线图整合到同一张曲线图中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的三芯电缆的A相芯线经过平均差分改进前后的定位曲线对比图，图3中的标记“A相”即代表本申请实施例中的三芯电缆的A相芯线。

[0051] 进一步地，计算机设备计算A相芯线对应的第一故障定位函数与B相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，然后计算B相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，然后将两个差值绝对值进行平均数运算，得到的新函数即为B相芯线对应的第二故障定位函数。然后根据B相芯线对应的第二故障定位函数，绘制出B相芯线对应的第二定位曲线图。

[0052] 更进一步地，计算机设备计算A相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，然后计算B相芯线对应的第一故障定位函数与C相芯线对应的第一故障定位函数之间的差值绝对值，然后将两个差值绝对值进行平均数运算，得到的新函数即为C相芯线对应的第二故障定位函数。然后根据C相芯线对应的第二故障定位函数，绘制出C相芯线对应的第二定位曲线图。

[0053] 需要说明的是，计算机设备在绘制出B相芯线对应的第二定位曲线图，以及C相芯线对应的第二定位曲线图之后，将B相芯线对应的第二定位曲线图与B相芯线对应的第一定位曲线图整合到同一张定位曲线图图像中，将C相芯线对应的第二定位曲线图与C相芯线对应的第一定位曲线图也整合到同一张定位曲线图图像中，以方便分析对比某一相或多相芯线在经过平均差分处理前后的故障点的情况。

[0054] 步骤104、确定待测三芯电缆的故障位置信息。

[0055] 本申请实施例中，计算机设备在绘制出三芯电缆的三相芯线分别对应的第一定位曲线图之后，首先在第一定位曲线中确定出待观测的某一相或多相芯线对应的定位曲线两端的阻抗幅值峰值，然后根据两端的阻抗幅值峰值对应的横轴的首端距离，确定出待观测的某一相或多相芯线对应的第一端点位置信息和第二端点位置信息，第一端点位置信息记为待观测的某一相或多相芯线的首端位置，第二端点位置信息记为待观测的某一相或多相芯线的末端位置。且需要说明的是，本申请实施例中的首端距离指的是待观测的某一相或多相芯线上的任一点，与某一相或多相芯线的首端位置之间的距离。

[0056] 进一步地，计算机设备在待观测的某一相或多相芯线对应的第一定位曲线图中，查找出待观测的某一相或多相芯线位于首端位置和末端位置之间的若干个阻抗幅值峰值，然后根据若干阻抗幅值峰值对应的首端距离，确定出待观测的某一相或多相芯线的故障位置信息。然后，计算机设备将若干阻抗幅值峰值对应的首端距离记录下来，并将该若干阻抗幅值峰值对应的首端距离作为待观测的某一相或多相芯线上所有的疑似出现故障的位置信息，并将所有疑似出现故障的位置信息整理成数据报表文件的形式，以便后续分析和研究时使用。

[0057] 进一步地，计算机设备在绘制出待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二定位曲线后，首先查找出待观测的某一相或多相芯线对应的第二定位曲线两端出现的阻抗幅值峰值，进而确定出待观测的某一相或多相芯线的首端位置及末端位置；然后在待观测的某一相或多相芯线对应的第二定位曲线上，确定位于电缆首端位置及末端位置之间的若干阻抗幅值峰值，并确定若干阻抗幅值峰值对应的首端距离。

[0058] 更进一步地，计算机设备将在待观测的某一相或多相芯线对应的第一定位曲线图中确定的若干个疑似出现故障的位置信息，与在待观测的某一相或多相芯线对应的第二定位曲线图中确定的若干幅值峰值对应的首端距离进行对比，然后将出现在第二定位曲线中但未出现在第一定位曲线中的位置信息剔除掉，以避免由于其他相的故障带来干扰因素，进而提高了电缆故障检测的准确率，节省了人力及资金成本。

[0059] 更进一步地，计算机设备在第一定位曲线和第二定位曲线对比图中将故障信息对应的首端距离以及阻抗幅值峰值标注出来。图4为本申请实施例提供的标注后的A相芯线的第一定位曲线和第二定位曲线对比图，如图4所示，图4中“A相”代表本申请实施例中的A相芯线，标注的X为故障点对应的首端距离，Y为故障点对应的阻抗幅值峰值。通过在定位曲线图中标注的方法，可以省去人工读取故障点横纵坐标的时间，并能使读数更准确。

[0060] 计算机设备将发生故障的位置信息以语音报警的形式提醒电力检修人员，或者将故障位置信息以短信的形式发送到电力检修人员的手持终端上。检修人员根据语音报警或短信，找到三芯电缆发生故障的位置，以及时查看是否需要更换或维修电缆。

[0061] 本申请实施例中，经过平均差分处理之后，可以排除大部分外界电磁环境干扰。下面以A相芯线为例，说明本申请实施例是如何达到此效果的。

[0062] 如图3所示，在A相芯线对应的第一定位曲线中，存在距离25m以及80m处的疑似故障。经过平均差分处理之后，在A相芯线对应的第二定位曲线中，可以看出的是，在距离0m至50m的故障定位曲线的波动幅值明显降低。在图3中，处理前的80m以及处理后的81m处为电缆末端，不属于故障。A相芯线处理前第一定位曲线中的25m左右距离处的疑似故障点，在经过本申请实施例提出的改进方法处理后，在其第二定位曲线中仍然存在凸函数，故而确定存在故障，即通过本申请实施例提出的方法，外界环境对故障定位函数的影响程度可以大幅减小。

[0063] 当其余两相存在缺陷时，会在改进后的故障定位函数中留下非目标相的故障信息。在图4中，A相芯线对应的第二定位曲线中标注的19m距离处的峰值为其余两相所致，从图2中可以看出，B相芯线的第一定位曲线在19m距离处存在较大波动。此时需要对A相芯线初始疑似故障定位距离有所记录，再排除干扰项，得到最终故障定位结果，对图4而言，A相芯线的具体故障位置则为距离25m处。

[0064] 本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，具有以下优点。

[0065] (1)提升了三芯配电电缆阻抗谱缺陷定位曲线的定位精度，克服了阻抗谱缺陷定位曲线受外界电磁环境干扰而出现误判因素的问题，充分利用了三相芯线各自的阻抗谱缺陷定位曲线，基于平均差分的方法，得出各相的改进型故障定位曲线，有效地减小了外界干扰带来的影响，进而提升故障的定位精度。

[0066] (2)排除了三芯配电电缆各相之间故障位置差异性带来的干扰，基于平均差分的方法处理缺陷定位曲线时，可能会由于其它相的故障而带来新的误判因素，因此需要在处理前记录下各相芯线所有可能的故障位置，得到改进的定位曲线后，只需排除新引入的由其它相带来的故障距离即可。

[0067] 以上为本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位方法，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位装置。

[0068] 图5为本申请实施例提供的一种基于相对阻抗谱的三芯电缆故障定位装置内部结构示意图，如图5所示，该装置包括：获取模块501，用于获取待测三芯电缆的三相芯线分别对应的A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱；其中，A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱分别由阻抗分析仪对待测三芯电缆的三相芯线的阻抗测试而得到；确定模块502，用于基于A相阻抗谱、B相阻抗谱以及C相阻抗谱，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第一故障定位函数；确定模块502，还用于根据第一故障定位函数，通过几何算法，确定待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数；确定模块502，还用于通过待测三芯电缆的三相芯线分别对应的第二故障定位函数，确定待测三芯电缆的故障位置信息。

[0069] 本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

[0070] 还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0071] 以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。