(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210725672.3 (22)申请日 2022.06.24 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114818023 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 华中科技大 学 地址 430000 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 陈庆　李红斌　马超俊　徐盈盈　 焦洋　 (74)专利代理 机构 武汉蓝宝石专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42242 专利代理师 廉海涛 (51)Int.Cl. G06F 30/10(2020.01)G06F 30/20(2020.01) G01R 19/145(2006.01) G06F 113/16(2020.01) (56)对比文件 CN 113960489 A,202 2.01.21 WO 201820943 6 A1,2018.1 1.22 US 2021231709 A1,2021.07.2 9 审查员 宁雪莹 (54)发明名称 一种三相电缆带电状态 识别方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种三相电缆带电状态识别方 法及系统， 包括： 根据电缆几何参数构建三相电 缆周向磁场解析模型， 并计算不同带电状态下理 论磁场幅值和相位， 得到理论磁场相量序列， 构 建周向磁场相量数据库； 通过环形磁传感器阵列 测量待测电缆周向的磁场信号， 对信号进行调理 得到各传感器的磁场信号； 根据各传感器的磁场 信号及空间位置， 通过插值法得到待测电缆的准 连续观测相量序列； 计算待测电缆周向磁场准连 续观测相量序列与数据库中理论磁场相量序列 的相关系数， 对相关系数排序， 选取相关性最高 所对应的理论带电状态作为三相电缆的实际带 电状态。 通过该方案可以减少空间干扰源磁场对 电缆磁场信号采集的影 响， 提高三相电缆状态识 别的准确性和可靠性。 权利要求书2页 说明书8页 附图8页 CN 114818023 B 2022.11.08 CN 114818023 B 1.一种三相电缆带电状态 识别方法， 其特 征在于， 包括： 根据待测三相电缆几何参数信息， 构建三相电缆周向磁场解析模型， 并解析计算电缆 在不同带电状态下周向理论磁场幅值和相位， 得到电缆周向理论磁场相量序列， 构建电缆 周向磁场相量数据库； 其中， 根据电缆半径、 相芯半径、 电缆中心距各相芯距离， 以电缆中心为坐标原点， 构建 三相电缆周向磁场解析模型， 并计算各芯线坐标； 基于所述三相电缆周向磁场 解析模型， 计算待测电缆三相正常运行、 电缆缺相、 电缆停 电时电缆周向理论磁场幅值、 相位， 得到电缆周向理论磁场相量序列； 通过环形磁传感器阵列测量待测电缆周向的磁场信号， 对传感器输出的电压信号进行 调理， 得到各传感器处的磁场信号； 根据各传感器的磁场信号及空间位置信 息， 通过插值法得到待测电缆周向磁场 准连续 观测相量序列； 计算所述待测电缆周向磁场准连续观测相量序列与所述电缆周向磁场相量数据库中 所有理论磁场相量序列的观测 ‑理论相关系数， 将理论磁场相量序列 依据所述观测 ‑理论相 关系数进 行排序， 选取相关性最高的理论磁场相量序列所对应的理论带电状态作为三相电 缆的实际带电状态。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述环形磁传感器阵列由磁传感器、 端部 机电连接板和端部机械连接板组成， 磁传感器固定在端部机械连接板和端部机电连接板 上， 磁传感器为刻有一定形状绕线的多匝 ‑混叠式PCB型空心线圈， 且数量 为3的倍数； 所述多匝 ‑混叠式PCB型空心线圈采用多匝密绕方式与多层板工艺， 所有绕线具有同向 性。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述根据各传感器的磁场信号及空间位置 信息， 通过插值法得到待测电缆周向磁场准连续观测相量序列包括： 对各传感器的磁场信号进行傅里叶分析， 计算工频 下磁场幅值矩阵和相位矩阵； 根据各传感器在极坐标系中的位置， 计算磁传感器空间角矩阵； 通过插值法分别计算待测电缆周向磁场准连续观测幅值序列、 相位序列， 并根据 幅值 序列和相位序列计算待测电缆周向磁场准连续观测相量序列。 4.一种三相电缆带电状态 识别系统， 其特 征在于， 包括: 数据库构建模块， 用于根据待测三相电缆几何参数信息， 构建三相电缆周向磁场解析 模型， 并解析计算电缆在不同带电状态下周向理论磁场幅值和相位， 得到电缆周向理论磁 场相量序列， 构建电缆周向磁场相量数据库； 其中， 所述数据库构建模块包括： 模型构建单元， 用于根据电缆半径、 相芯半径、 电缆中心距各相芯距离， 以电缆中心为 坐标原点， 构建三相电缆周向磁场解析模型， 并计算各芯线坐标； 磁场相量计算单元， 用于基于所述三相电缆周向磁场解析模型， 计算待测电缆三相正 常运行、 电缆缺相、 电缆停电时电缆周向理论磁场幅值、 相位， 得到电缆周向理论磁场相量 序列； 环形磁传感器阵列， 用于同步测量表征待测电缆周向磁场强度的电压模拟信号； 调理电路， 用于接收并调理所述环形磁传感器阵列输出的 电压信号， 输出各传感器处权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114818023 B 2的磁场信号； 数据处理模块， 用于接收所述磁场信号， 根据 各传感器的磁场信号及空间位置信 息， 通 过插值法得到待测电缆周向磁场准连续观测相量序列； 状态识别模块， 计算所述待测电缆周向磁场 准连续观测相量序列与 所述电缆周向磁场 相量数据库中所有理论磁场相量序列的观测 ‑理论相关系 数， 将理论磁场相量序列依据所 述观测‑理论相关系 数进行排序， 选取相关性最高的理论磁场相量序列所对应的理论带电 状态作为 三相电缆的实际带电状态。 5.根据权利要求4所述的系统， 其特征在于， 所述环形磁传感器阵列由磁传感器、 端部 机电连接板和端部机械连接板组成， 磁传感器固定在端部机械连接板和端部机电连接板 上， 磁传感器为刻有一定形状绕线的多匝 ‑混叠式PCB型空心线圈， 且数量 为3的倍数； 所述多匝 ‑混叠式PCB型空心线圈采用多匝密绕方式与多层板工艺， 所有绕线具有同向 性。 6.根据权利要求4所述的系统， 其特征在于， 所述根据各传感器的磁场信号及空间位置 信息， 通过插值法得到待测电缆周向磁场准连续观测相量序列包括： 对各传感器的磁场信号进行傅里叶分析， 计算工频 下磁场幅值矩阵和相位矩阵； 根据各传感器在极坐标系中的位置， 计算磁传感器空间角矩阵； 通过插值法分别计算待测电缆周向磁场准连续观测幅值序列、 相位序列， 并根据 幅值 序列和相位序列计算待测电缆周向磁场准连续观测相量序列。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114818023 B 3