田书 周令 孙永超

摘 要：正确识别故障行波波头和精确的双端测距算法可保障电缆故障行波测距精度。为解决希尔伯特黄变换（HHT）中经验模态分解（EMD）存在的模态混叠问题，提出一种基于改进集总经验模态分解（MEEMD）和Teager能量算子相结合的电缆故障行波检测方法。针对故障行波波速及线路实际长度变化对双端测距精度的影响，推导出一种不受波速影响的双端测距算法。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了该方法可行且测距精度高。

关键词：电缆故障;集总经验模态分解;Teager能量算子;双端行波测距

DOI：10. 11907/rjdk. 181055

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：1672-7800（2019）001-0144-04

Abstract：Correct identification of fault line wave head and accurate double-terminal traveling wave distance measuring ensure the accuracy of cable fault travel wave distance measurement. In order to solve the problem of modal aliasing in the empirical mode decomposition （EMD） in Hilbert Huang transform（HHT），a new method based on modified ensemble empirical mode decomposition （MEEMD） and Teager energy operator is proposed for the traveling wave fault location. The problem of the influence of the fault traveling wave velocity and the actual length of the line on double-terminal traveling wave distance measuring accuracy，double-terminal traveling wave distance measure is proposed which is not affected by wave velocity. The effectiveness and high precision of the proposed method are demonstrated by PSCAD/EMTDC simulation results.

0 引言

随着现代城市的发展，城区内电力电缆被广泛应用于配电网中。由于土地资源愈加稀缺，同时为了美化城市环境，电缆一般呈蛇形敷设在地下，传统巡线方式进行故障排查已无满足电缆测距要求[1]。因此，研究精确、高效的电力电缆故障定位方法具有重要的工程实用价值。行波法被公认为理论上最准确的故障测距方法。行波测距的关键问题之一是行波波头的准确标定 [2]。目前行波波头的标定方法主要有小波分析和希尔伯特黄变换（HHT）方法。小波分析通常运用于非奇异信号检测且需要根据不同情况选择合适的基函数和分解尺度[3-4]。HHT方法是一种能够处理奇异信号的自适应分解算法。通过经验模态分解（EMD）将故障信号分解得到首个固有模态函数（IMF1）分量，对其进行希尔伯特变换，通过分析时频特性曲线标定波头到达时刻。……