本發(fā)明涉及電纜故障檢測，具體的，涉及一種用于電纜故障測試的高壓脈沖發(fā)生器模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，在電纜故障檢測領(lǐng)域，電纜故障行波法的測距環(huán)節(jié)必須使用高壓脈沖發(fā)生器對故障電纜施加高壓脈沖才能使故障點充分放電，從而形成反射波，通過電纜故障測距儀進(jìn)行波形分析，從而準(zhǔn)確測試故障點位置，然而，對于這個行業(yè)的初學(xué)者，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式就是直接使用高壓脈沖設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作，但是搭建高壓測試測試環(huán)境工程量大且故障距離與故障類型適應(yīng)性有局限。且高壓脈沖發(fā)生器動輒就會輸出幾千伏或者幾十千伏的高壓，這樣一來，對于學(xué)習(xí)者來說，一旦發(fā)生誤操作，無形之中會存在很大的安全隱患。

2、中國專利，公開號：cn222106109u，公開日：2024年12月3日，公開了一種電力電纜故障模擬裝置，通過高壓接線操作面板、放電盒、高壓線模塊組來實現(xiàn)電纜故障測試時生成高壓脈沖信號，可以模擬出短路、開路、閃絡(luò)或高阻故障，用于學(xué)習(xí)高壓閃絡(luò)法及多次脈沖法測試不同距離不同故障的波形，但是其在學(xué)員學(xué)習(xí)過程中，仍然是生成相應(yīng)的高壓脈沖信號，動輒就會輸出幾千伏或者幾十千伏的高壓，這樣一來，對于學(xué)員來說，一旦發(fā)生誤操作，無形之中會存在很大的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對當(dāng)前學(xué)習(xí)電纜故障測試時，需要直接使用高壓脈沖設(shè)備進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作存在較高的安全隱患的問題，提供了一種用于電纜故障測試的高壓脈沖發(fā)生器模擬方法及系統(tǒng)，通過提前根據(jù)測試需求對所需要用到的測試工具和測試環(huán)境進(jìn)行配置并將預(yù)設(shè)好的測試環(huán)境進(jìn)行保存，學(xué)習(xí)時可直接選取，降低了搭建高壓測試環(huán)境時所需要的工程量，從而提高了學(xué)習(xí)效率，在測試時，通過生成模擬信號并通過模擬信號來執(zhí)行高壓脈沖發(fā)生器作用下測試工具產(chǎn)生的動作，無需輸出真正的高壓脈沖，只需要調(diào)節(jié)模擬信號的信號特征即可等效實現(xiàn)高壓脈沖下對電纜故障檢測的一系列操作，極大提高了學(xué)員的人身安全，且在檢測結(jié)束時還對學(xué)員的操作步驟和檢測結(jié)果進(jìn)行綜合評價，方便學(xué)員尋找自身不足從而進(jìn)行針對學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效果。

2、第一方面，本發(fā)明實施例中提供的一種技術(shù)方案是：一種用于電纜故障測試的高壓脈沖發(fā)生器模擬方法，包括以下步驟：

3、s1、基于測試需求生成脈沖配置文件，并將脈沖配置文件下發(fā)至場景設(shè)置模塊，同步地，生成電纜故障測試規(guī)則；

4、s2、場景設(shè)置模塊讀取脈沖配置文件，并調(diào)用場景模型庫生成高壓脈沖測試場景；

5、s3、操作模塊基于測試需求在高壓脈沖測試場景中執(zhí)行電纜故障檢測流程并生成第一檢測信號，動作模塊基于第一檢測信號的信號特征生成對應(yīng)的脈沖動作；

6、s4、記錄電纜故障檢測流程中電纜響應(yīng)于脈沖動作生成的第二檢測信號，動作模塊基于第二檢測信號的信號特征生成對應(yīng)的檢測動作；將檢測動作和脈沖動作分別與電纜故障測試規(guī)則比較并結(jié)合綜合評價原則得到測試評分。

7、本方案中，通過基于測試需求自動生成脈沖配置文件，并自動下發(fā)至場景設(shè)置模塊，而測試時，只需要根據(jù)測試需求自己選擇對應(yīng)的測試環(huán)境，無需耗費大量精力去搭建復(fù)雜的高壓測試環(huán)境，大大減少了手動配置的時間，從而提高了測試效率，同時也進(jìn)一步簡化了測試準(zhǔn)備過程；通過第一檢測信號和第二檢測信號的信號特征來生成對應(yīng)的脈沖動作和檢測動作，采用生成模擬信號并通過模擬信號來執(zhí)行高壓脈沖發(fā)生器作用下測試工具產(chǎn)生的動作，無需輸出真正的高壓脈沖，只需要調(diào)節(jié)模擬信號的信號特征即可等效實現(xiàn)高壓脈沖下對電纜故障檢測的一系列操作，避免發(fā)生因?qū)W員誤操作而導(dǎo)致的高壓觸電危險，極大提高了學(xué)員的人身安全，且在檢測結(jié)束時還對學(xué)員的操作步驟和檢測結(jié)果進(jìn)行綜合評價，方便學(xué)員尋找自身不足從而進(jìn)行針對學(xué)習(xí)，以提高學(xué)習(xí)效果。

8、作為優(yōu)選，所述脈沖配置文件的內(nèi)容至少包括測試模式、電纜故障類型和脈沖輸出動作庫；

9、所述電纜故障類型至少包括短路故障、開路故障和高阻故障。

10、本方案中，由于對電纜進(jìn)行故障測試時，采用的是行波法，通過對電纜使用高壓脈沖從而使故障點充分放電，從而形成反射波，再通過檢測反射波的波形情況來準(zhǔn)確定位故障點的位置，因此測試模式均為基于行波法進(jìn)行設(shè)置，電纜故障類型包含了常見的大部分故障，足以滿足學(xué)員日常的學(xué)習(xí)需要。

11、作為優(yōu)選，所述場景模型庫至少包括環(huán)境模型庫和測試工具模型庫；所述環(huán)境模型庫至少包括天氣、建筑、溫度以及濕度組成的環(huán)境仿真數(shù)據(jù)模型；所述測試工具模型庫至少包括脈沖輸出設(shè)備模型、電壓檢測設(shè)備模型和操控設(shè)備模型組成的測試工具仿真數(shù)據(jù)模型。

12、本方案中，在采用行波法對電纜故障進(jìn)行測試時，需要用到多種測試工具，因此在場景模型庫中，當(dāng)學(xué)員選擇了對應(yīng)的測試模式時，就可以自動生成相應(yīng)的測試工具，通過操作測試工具來對電纜進(jìn)行故障測試，可以幫助學(xué)員在模擬環(huán)境下對真實測試工具有一個充分的了解，從而提高學(xué)員的測試經(jīng)驗。

13、作為優(yōu)選，s3中，操作模塊基于測試需求在高壓脈沖測試場景中執(zhí)行電纜故障檢測流程并生成第一檢測信號，包括以下步驟：

14、操作模塊基于測試需求設(shè)置測試模式，基于測試模式選擇對應(yīng)的電纜故障檢測流程，基于電纜故障檢測流程生成相應(yīng)的第一檢測信號。

15、本方案中，為了在電纜故障測試中，不生成高壓脈沖信號的前提下，也能實現(xiàn)在高壓脈沖信號作用下的電纜故障測試流程，通過對模擬信號的信號幅度、周期和脈沖大小等信號特征進(jìn)行調(diào)節(jié)，來支配測試工具做出相應(yīng)的動作，從而避免發(fā)生因?qū)W員誤操作而導(dǎo)致的高壓觸電危險，保證學(xué)員的生命安全。

16、作為優(yōu)選，s3中，動作模塊基于第一檢測信號的信號特征生成對應(yīng)的脈沖動作，包括以下步驟：

17、動作模塊對第一檢測信號進(jìn)行信號特征分析得到第一信號特征因子，對第一信號特征因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化得到每一特征因子的特征值，并與第一信號特征因子的總特征值相比得到每一特征因子的權(quán)值；

18、基于每一特征因子的權(quán)值從脈沖輸出動作庫中選擇并執(zhí)行對應(yīng)的脈沖動作。

19、本方案中，為了將第一檢測信號與響應(yīng)的測試工具執(zhí)行的脈沖動作進(jìn)行對應(yīng)，對第一檢測信號的信號特征進(jìn)行分析得到第一信號特征因子，而不同的脈沖動作其對應(yīng)的模擬信號的信號特征不同且唯一，因此只需要對第一檢測信號的信號特征進(jìn)行拆分、排列和匹配即可快速找到對應(yīng)的脈沖動作，從而提高對電纜故障測試時的響應(yīng)速度以提高測試效率。

20、作為優(yōu)選，所述脈沖輸出動作庫保存的脈沖動作至少包括高壓分閘動作、高壓合閘動作、單次脈沖輸出動作、周期脈沖輸出動作和電壓表指針同步升降動作。

21、本方案中，在對電纜測試過程中，高壓脈沖信號主要用于對電纜故障點進(jìn)行充分放電，而在高壓脈沖作用下，相應(yīng)的測試工具會執(zhí)行一系列動作，為了保證電纜測試過程可以正常實施，因此對可能產(chǎn)生的動作進(jìn)行了預(yù)設(shè)和保存，測試時從脈沖輸出動作庫選擇對應(yīng)動作，保證測試過程準(zhǔn)確無誤。

22、作為優(yōu)選，基于每一特征因子的權(quán)值從脈沖輸出動作庫中選擇并執(zhí)行對應(yīng)的脈沖動作，包括以下步驟：

23、將每一特征因子的權(quán)值代入預(yù)設(shè)的脈沖動作評價指標(biāo)體系，獲取第一檢測信號的脈沖動作值，基于脈沖動作值確定第一檢測信號對應(yīng)的脈沖動作。

24、本方案中，通過將每個特征因子的權(quán)值代入預(yù)設(shè)的脈沖動作評價指標(biāo)體系，可以精確地計算出與當(dāng)前情境最匹配的脈沖動作值，確保了選擇的脈沖動作是基于所有相關(guān)特征因子的綜合考慮，從而提高了動作的準(zhǔn)確性和適用性，從而保證了在沒有真正高壓脈沖信號的情況下也可以正常對電纜故障進(jìn)行仿真測試。

25、作為優(yōu)選，所述脈沖動作評價指標(biāo)體系中的評價指標(biāo)至少包括信號幅度、信號周期和信號脈沖次數(shù)。

26、本方案中，由于不同的模擬信號主要是通過信號幅度、信號周期和信號脈沖次數(shù)等信號特征來進(jìn)行區(qū)分，因此在脈沖動作評價指標(biāo)體系中，為了對模擬信號有一個準(zhǔn)確的評價，根據(jù)信號特征的類型來進(jìn)行脈沖動作評價指標(biāo)的構(gòu)建，從而保證了模擬信號的識別準(zhǔn)確度，以提高脈沖動作的匹配精度。

27、作為優(yōu)選，s4中，將檢測動作和脈沖動作分別與電纜故障測試規(guī)則比較并結(jié)合綜合評價原則得到綜合測試評分，包括以下步驟：

28、將檢測動作與電纜故障測試規(guī)則比較得到測試結(jié)果評分，將脈沖動作與電纜故障測試規(guī)則比較得到操作步驟評分，設(shè)定操作步驟評分和測試結(jié)果評分的預(yù)設(shè)權(quán)重，基于預(yù)設(shè)權(quán)重對操作步驟評分和檢測結(jié)果評分進(jìn)行加權(quán)求和得到綜合測試評分。

29、本方案中，通過將操作步驟評分和測試結(jié)果評分進(jìn)行加權(quán)求和，對學(xué)員的操作能力和檢測能力綜合進(jìn)行評價，可以防止因某一方面分?jǐn)?shù)過高而導(dǎo)致學(xué)員綜合評價與學(xué)員自身能力不符的情況，使綜合測試評分更具備可靠性。

30、第二方面，本發(fā)明實施例中提供的一種技術(shù)方案是：一種用于電纜故障測試的高壓脈沖發(fā)生器模擬系統(tǒng)，包括脈沖設(shè)置模塊、場景設(shè)置模塊、模擬信號生成模塊、動作模塊和評價模塊；

31、所述脈沖設(shè)置模塊基于測試需求生成脈沖配置文件，并生成電纜故障測試規(guī)則；

32、所述場景設(shè)置模塊用于調(diào)取場景模型庫，并基于脈沖配置文件搭建高壓脈沖測試場景；

33、所述模擬信號生成模塊基于測試需求執(zhí)行電纜故障檢測流程并生成第一檢測信號，并通過動作模塊生成對應(yīng)的脈沖動作；同步地模擬信號生成模塊記錄電纜響應(yīng)于脈沖動作生成的第二檢測信號，并通過動作模塊生成對應(yīng)的檢測動作；

34、所述評價模塊將檢測動作和脈沖動作分別與電纜故障測試規(guī)則比較并結(jié)合綜合評價原則得到綜合測試評分。

35、本方案中，通過替代傳統(tǒng)的高壓脈沖發(fā)生器中的控制單元、高壓升壓變壓單元、高壓儲能電容，由改變模擬信號實現(xiàn)高壓脈沖發(fā)生器能實現(xiàn)高壓分閘動作，高壓合閘動作，單次脈沖輸出動作，周期脈沖輸出動作，并實現(xiàn)升壓旋鈕升降過程中電壓表指針同步升降，脈沖輸出時，放電裝置動作；可以與電纜故障仿真測試系統(tǒng)同步聯(lián)動輸出閃絡(luò)、多次信號，便于電纜故障測試儀的故障波形采樣分析及培訓(xùn)教學(xué)，同時針對于學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)電纜故障測試過程中，對設(shè)備的操作與特點進(jìn)行掌握，且無高電壓信號，操作高壓脈沖發(fā)生器時，避免發(fā)生因?qū)W員誤操作而導(dǎo)致的高壓觸電危險，從而將人身觸電風(fēng)險降到零，保證學(xué)員的生命安全。

36、本發(fā)明的有益效果：(1)本發(fā)明通過基于測試需求自動生成脈沖配置文件，并自動下發(fā)至場景設(shè)置模塊，而測試時，只需要根據(jù)測試需求自己選擇對應(yīng)的測試環(huán)境，無需耗費大量精力去搭建復(fù)雜的高壓測試環(huán)境，大大減少了手動配置的時間，從而提高了測試效率，同時也進(jìn)一步簡化了測試準(zhǔn)備過程；

37、(2)通過第一檢測信號和第二檢測信號的信號特征來生成對應(yīng)的脈沖動作和檢測動作，采用生成模擬信號并通過模擬信號來執(zhí)行高壓脈沖發(fā)生器作用下測試工具產(chǎn)生的動作，無需輸出真正的高壓脈沖，只需要調(diào)節(jié)模擬信號的信號特征即可等效實現(xiàn)高壓脈沖下對電纜故障檢測的一系列操作，避免發(fā)生因?qū)W員誤操作而導(dǎo)致的高壓觸電危險，極大提高了學(xué)員的人身安全。

38、上述
技術(shù)實現(xiàn)要素：
僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。