本技術(shù)涉及電力，具體涉及一種用于電力電纜故障定位的模擬方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，10kv電纜作為電力傳輸?shù)闹匾M成部分，廣泛應(yīng)用于城市配電網(wǎng)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。然而，由于電纜長期運(yùn)行在復(fù)雜的環(huán)境條件下，容易發(fā)生各種故障，導(dǎo)致電力傳輸中斷或安全事故。因此，準(zhǔn)確、快速地定位電纜故障點(diǎn)，對(duì)于及時(shí)修復(fù)故障、恢復(fù)供電具有重要意義。電力電纜故障定位技術(shù)是電力工作人員必須掌握的關(guān)鍵技能，為了提高工作人員的故障定位技能，對(duì)其定期進(jìn)行檢測技能培訓(xùn)也是非常必要的。

2、在傳統(tǒng)的現(xiàn)場培訓(xùn)過程中，操作人員需要攜帶高壓脈沖發(fā)生器、示波器、電阻分壓器等設(shè)備，需要大量的設(shè)備搬運(yùn)和連接工作，操作過程繁瑣復(fù)雜，耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，難以在培訓(xùn)中廣泛使用。其次，現(xiàn)場測試中施加的高壓脈沖具有一定的危險(xiǎn)性，對(duì)操作人員的安全構(gòu)成威脅。此外，現(xiàn)場環(huán)境中的電磁干擾、噪聲等因素會(huì)對(duì)測試信號(hào)產(chǎn)生干擾，影響故障定位的準(zhǔn)確性。而現(xiàn)有的模擬培訓(xùn)方式，通常是基于計(jì)算機(jī)圖形界面的虛擬仿真系統(tǒng)為操作人員提供培訓(xùn)內(nèi)容，無法讓用戶真正感受到身處實(shí)際測試現(xiàn)場的環(huán)境和操作體驗(yàn)，難以有效提高用戶的實(shí)際操作技能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本技術(shù)提出了一種用于電力電纜故障定位的模擬方法，應(yīng)用于預(yù)設(shè)的虛擬仿真系統(tǒng)，包括：

2、采集電力電纜故障實(shí)例，根據(jù)所述電力電纜故障實(shí)例，建立用于模擬多種電力電纜故障類型的故障模型；

3、確定用戶所在的訓(xùn)練階段，從所述故障模型對(duì)應(yīng)的多種電力電纜故障類型中選取與所述訓(xùn)練階段相匹配的目標(biāo)電力電纜故障類型；

4、加載所述故障模型和預(yù)設(shè)的電磁干擾模型，以生成針對(duì)所述目標(biāo)電力電纜故障類型的模擬實(shí)訓(xùn)場景，并接收所述用戶在所述模擬實(shí)訓(xùn)場景下通過交互設(shè)備發(fā)送的操作指令；

5、將所述操作指令轉(zhuǎn)換為針對(duì)待定位的電力電纜對(duì)應(yīng)的操作參數(shù)，根據(jù)所述操作參數(shù)以及所述電力電纜對(duì)應(yīng)的電力電纜參數(shù)，對(duì)所述電力電纜中存在的故障進(jìn)行定位，以得到對(duì)應(yīng)的故障信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電力電纜的故障模擬定位。

6、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，確定用戶所在的訓(xùn)練階段，具體包括：

7、獲取用戶的歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，根據(jù)所述歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)，確定所述用戶在每次訓(xùn)練過程中參與訓(xùn)練的電力電纜故障類型及其對(duì)應(yīng)的操作評(píng)估值；

8、選取所述操作評(píng)估值小于預(yù)設(shè)值的指定電力電纜故障類型，針對(duì)所述指定電力電纜故障類型，確定所述指定電力電纜故障類型在不同訓(xùn)練過程中對(duì)應(yīng)操作評(píng)估值的增長量；

9、根據(jù)所述增長量，確定所述用戶所在的訓(xùn)練階段；其中，所述訓(xùn)練階段至少包括三個(gè)訓(xùn)練階段，分別為增長量大于第一增長量的初始訓(xùn)練階段，增長量小于所述第一增長量且大于第二增長量的平臺(tái)訓(xùn)練階段，以及增長量小于所述第二增長量的收斂訓(xùn)練階段。

10、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，從所述故障模型對(duì)應(yīng)的多種電力電纜故障類型中選取與所述訓(xùn)練階段相匹配的目標(biāo)電力電纜故障類型，具體包括：

11、獲取所述訓(xùn)練階段對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作評(píng)估值；其中，所述標(biāo)準(zhǔn)操作評(píng)估值與所述增長量呈正相關(guān)關(guān)系；

12、從所述故障模型對(duì)應(yīng)的多種電力電纜故障類型中，選取對(duì)應(yīng)操作評(píng)估值低于所述標(biāo)準(zhǔn)操作評(píng)估值的電力電纜故障類型，作為與所述訓(xùn)練階段相匹配的目標(biāo)電力電纜故障類型。

13、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述增長量，確定所述用戶所在的訓(xùn)練階段，具體包括：

14、確定是否存在任意指定電力電纜故障類型對(duì)應(yīng)的增長量大于所述第一增長量，若是，確定所述用戶所在的訓(xùn)練階段為所述初始訓(xùn)練階段；

15、若否，在任意指定電力電纜故障類型對(duì)應(yīng)的增長量小于所述第一增長量且大于所述第二增長量的情況下，確定所述用戶所在的訓(xùn)練階段為所述平臺(tái)訓(xùn)練階段，否則，確定所述用戶所在的訓(xùn)練階段為所述收斂訓(xùn)練階段。

16、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述電力電纜故障實(shí)例，建立用于模擬多種電力電纜故障類型的故障模型，具體包括：

17、從所述電力電纜故障實(shí)例中，提取所述電力電纜對(duì)應(yīng)的電纜參數(shù)；

18、針對(duì)待定位的電力電纜，將其抽象為對(duì)應(yīng)的均勻傳輸線模型，并基于所述均勻傳輸線模型確定所述電力電纜對(duì)應(yīng)的電氣傳輸特性；

19、根據(jù)所述電氣傳輸特性，構(gòu)建用于模擬多種電力電纜故障類型的故障阻抗模型；其中，故障阻抗模型可表示為：

20、

21、其中，γf為電纜末端的反射系數(shù)，若電纜末端開路(zf＝∞)，則γf＝1；zf表示電纜末端阻抗，z0表示故障位置特性阻抗，e-2γ(l-x)表示電纜中信號(hào)傳播相關(guān)的指數(shù)項(xiàng)；

22、根據(jù)所述故障阻抗模型以及不同類型電力電纜的電纜參數(shù)，構(gòu)建針對(duì)不同電力電纜故障實(shí)例對(duì)應(yīng)的故障模型。

23、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述電力電纜故障實(shí)例，建立用于模擬多種電力電纜故障類型的故障模型之后，所述方法還包括：

24、基于所述故障模型，對(duì)所述電力電纜故障實(shí)例進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)，得到對(duì)應(yīng)的故障參數(shù)；

25、將所述故障參數(shù)與所述電力電纜故障實(shí)例對(duì)應(yīng)的實(shí)際故障參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，以根據(jù)得到的對(duì)比結(jié)果，確定所需調(diào)整的電纜參數(shù)類型；其中，所述電纜參數(shù)類型至少包括導(dǎo)體參數(shù)、絕緣參數(shù)、電纜結(jié)構(gòu)參數(shù)、電氣性能參數(shù)、信號(hào)傳播速度；

26、對(duì)所述電纜參數(shù)類型中包含的電纜參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，通過調(diào)整后的所述電纜參數(shù)，對(duì)所述故障模型進(jìn)行更新，直至所述故障參數(shù)與所述實(shí)際故障參數(shù)之間的差值滿足預(yù)設(shè)差值范圍。

27、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)所述操作參數(shù)以及所述電力電纜對(duì)應(yīng)的電力電纜參數(shù)，對(duì)所述電力電纜中存在的故障進(jìn)行定位，以得到對(duì)應(yīng)的故障信息，具體包括：

28、確定所述操作參數(shù)是否與所述目標(biāo)電力電纜故障類型在進(jìn)行故障定位時(shí)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操作參數(shù)匹配；

29、若是，采集所述電力電纜針對(duì)所述操作指令發(fā)送的脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)反饋的反射波，并通過小波變換，提取所述反射波中的故障特征；其中，所述故障特征至少包括以下任意一項(xiàng)或多項(xiàng)：信號(hào)到達(dá)時(shí)間、反射波幅值、反射波頻率；

30、根據(jù)所述故障特征，計(jì)算所述電力電纜中的故障點(diǎn)距離所述操作指令對(duì)應(yīng)測量點(diǎn)之間的距離，以得到所述電力電纜對(duì)應(yīng)的故障信息。

31、在本技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式中，提取所述反射波中的故障特征之后，所述方法還包括：

32、根據(jù)所述故障模型，確定所述電力電纜中存在的故障電阻信息，并根據(jù)所述故障電阻信息，確定其對(duì)所述反射波引起的延遲時(shí)間；

33、根據(jù)所述延遲時(shí)間，對(duì)所述信號(hào)到達(dá)時(shí)間進(jìn)行修正，以將所述延遲時(shí)間和所述信號(hào)到達(dá)時(shí)間之間的總和，作為修正后的信號(hào)到達(dá)時(shí)間。

34、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種用于電力電纜故障定位的模擬設(shè)備，應(yīng)用于預(yù)設(shè)的虛擬仿真系統(tǒng)，所述設(shè)備包括：

35、至少一個(gè)處理器；

36、以及，與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器；

37、其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的一種用于電力電纜故障定位的模擬方法。

38、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，應(yīng)用于預(yù)設(shè)的虛擬仿真系統(tǒng)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令設(shè)置為：

39、如上任一項(xiàng)所述的一種用于電力電纜故障定位的模擬方法。

40、通過本技術(shù)提出的一種用于電力電纜故障定位的模擬方法能夠帶來如下

41、有益效果：

42、通過構(gòu)建電力電纜故障模型，并在計(jì)算機(jī)環(huán)境中模擬多種故障類型，省去了傳統(tǒng)培訓(xùn)中需攜帶大量物理設(shè)備的繁瑣過程，操作人員無需搬運(yùn)和連接各種高壓設(shè)備，從而顯著降低了培訓(xùn)前的準(zhǔn)備時(shí)間和成本。

43、通過模擬實(shí)訓(xùn)場景，考慮了電磁干擾、噪聲等實(shí)際環(huán)境中可能影響故障定位準(zhǔn)確性的因素，并內(nèi)置了相應(yīng)的干擾模型，這使得操作人員能夠在接近真實(shí)的工作環(huán)境中進(jìn)行訓(xùn)練，從而提高其對(duì)復(fù)雜環(huán)境下故障定位的準(zhǔn)確性。