CN104535912B - 振荡波局部放电检测波形生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振荡波局部放电检测波形生成方法及装置，所述方法包括步骤：获取用户输入的电缆物理参量，并获取局放波波形数据；生成相同的第一队列和第二队列，并在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段；在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据；接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。本发明能够有效减少通过硬件方式模拟所需的时间和硬件成本，从而能够提高电缆现场检测的仿真效率。

Description

振荡波局部放电检测波形生成方法和装置

【技术领域】

本发明涉及输电线路检测技术，特别是涉及振荡波局部放电检测波形生成方法和装置。

【背景技术】

局部放电检测是定量分析绝缘老化程度的最有效方法之一。OWTS(OscillatingWave Test System，振荡波局放测试***)振荡波局部放电检测和定位技术是近年来国际上新兴的电缆局部放电诊断新技术。相关的研究表明，OWTS振荡波电压和50HZ工频交流电压下的局放定位结果相当接近，和交流电压的等效性好，而且振荡波电压局部放电试验的作用时间短、设备轻便，便于携带运输，既能有效地对电缆进行诊断，又不会在电缆中引发新的缺陷，特别适用于现场试验。

但是目前关于振荡波电压法电缆现场检测的仿真技术仍十分匮乏，特别是在局部放电检测波形的模拟仿真方面，现有的技术均是以硬件方式模拟，仪器设备价格高昂，而且各种仿真所需的硬件(例如电缆、接头等)难以大量配备，导致仿真成本十分高昂高、而且硬件方式模拟需要复杂的操作过程，容易导致电缆现场检测的仿真效率低，使得工程人员难以普遍采用硬件方式对电缆现场检测的极性仿真。

【发明内容】

基于此，有必要针对现有技术中无法电缆现场检测的仿真效率低下的问题，提供振荡波局部放电检测波形生成方法。

一种振荡波局部放电检测波形生成方法，包括步骤：

获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据，其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据；

接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

相应地，本发明还提供一种振荡波局部放电检测波形生成装置，包括：

参量获取模块，用于获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据，其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

队列生成模块，用于根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

队列移动模块，用于在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据；；

波形生成模块，用于接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

本发明在获取用户输入的电缆物理参量后，从存储局放波的数据库中根据所述物理参量获取对应的局放波波形数据；于此同时，根据电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并根据电缆物理参量对所述第一队列和第二队列进行分割；然后在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据；最后接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。本发明根据电缆的传播特点，通过移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据的方式模拟局放波在电缆中的传输，即使用计算机软件的方式对局放波进行模拟，具有可移植值性强的特点，能够有效减少通过硬件方式模拟所需的时间和硬件成本，从而能够提高电缆现场检测的仿真效率。

【附图说明】

图1为本发明一种振荡波局部放电检测波形生成方法一种实施例的流程图；

图2为本发明一种振荡波局部放电检测波形生成方法一种实施例的队列结构示意图；

图3为本发明一种振荡波局部放电检测波形生成方法一种实施例的结构框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

请参阅图1，其是本发明一种振荡波局部放电检测波形生成方法一种实施例的流程图。

一种振荡波局部放电检测波形生成方法，包括步骤：

S101：获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据；

其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

用户将从输入界面上输入电缆物理参量，所述电缆物理参量至少包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离。然后在存储局放波的数据库中根据所述物理参量获取对应的局放波波形数据。其中，获取所述局放波波形数据的方式可以是：查询电缆长度所在的长度区间、接头至检测点距离所在的接头距离区间以及局放点至检测点距离所在的局放点距离区间；然后查询与所述长度区间、接头距离区间以及局放点距离区间相对应的局放波波形数据，并提取所述局放波波形数据。当局放点个数超过一个时，需要针对每个局放点获取一个对应的局放波波形数据。

S102：根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

根据所述电缆长度利用预设的计算公式计算第一队列和第二队列所需存储单元的数量，生成相同长度和结构的第一队列和第二队列，其中所述电缆长度与第一队列和第二队列所需存储单元的数量成正比。

生成相同的第一队列和第二队列之后，依据电缆物理参量中的接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段。

优选地，所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置，所述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾位置，衰减存储段位于第一队列和第二队列的队尾之前的位置，局放点存储单元和接头存储段所在的位置依照接头至检测点距离以及局放点至检测点距离确定，例如局放点至检测点距离为2米，而接头至检测点距离为10米即局放点至检测点距离大于接头至检测点，因此，局放点存储单元设于近端点存储单元之后，而接头存储段设于局放点存储单元和衰减存储段之间。作为一个具体例子，如图2所示，第一队列A和第二队列B结构相同且长度相同，而且第一队列A和第二队列B均是由若干个连续的存储单元组成的连续存储区间，其中近端点存储单元201位于第一队列A和第二队列B的队头，远端点存储单元207位于第一队列A和第二队列B的队尾，衰减存储段206位于远端点存储单元之前，局放点存储单元202设于近端点存储单元201之后，接头存储段204设于局放点存储单元202和衰减存储段206之间。

针对第一队列和第二队列按照上述方法分割能够准确有效地通过队列的方式模拟电缆双向传输的传输方式。

S103：在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据；

分别获取第一队列和第二队列的存储地址，然后依据所述存储地址在第一队列和第二队列中存入相同的波形数据，其中，将步骤S101中获取的局放波波形数据分别存入第一队列和第二队列中的局放点存储单元，将预设的初始波形数据分别存入第一队列和第二队列中的近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段。

然后接入外部时钟信号，在每个时钟信号(上升沿或者高电平)到来时，通过预设的移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述移动规则至少包括第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反。

S104：接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

如果第一队列中所存储的波形数据在每个时钟信号时往队头移动，则每次移动第一队列队头会出现溢出，此时接收第一队列队头溢出的溢出波形数据。

如果第一队列中所存储的波形数据在每个时钟信号时往队尾移动，则每次移动第二队列队头会出现溢出，此时接收第二队列队头溢出的溢出波形数据。

持续接收所述溢出波形数据，在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，可停止接入时钟信号，并停止接收所述溢出波形数据，然后依据所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

本发明在获取用户输入的电缆物理参量后，从存储局放波的数据库中根据所述物理参量获取对应的局放波波形数据；于此同时，根据电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并根据电缆物理参量对所述第一队列和第二队列进行分割；然后在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据；最后接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。本发明根据电缆的传播特点，通过移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据的方式模拟局放波在电缆中的传输，即使用计算机软件的方式对局放波进行模拟，具有可移植值性强的特点，能够有效减少通过硬件方式模拟所需的时间和硬件成本，从而能够提高电缆现场检测的仿真效率。

在一个实施例中，上述步骤S102中的所述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，所述衰减存储段包括至少一个衰减存储单元，所述接头存储段包括接头输入存储单元和接头输出存储单元。

进一步地，上述步骤S103中通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中的存储数据的步骤，可以包括以下子步骤。

S201：将第一队列中的近端点存储单元、局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，将第二队列中的远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第二队列的队头移动一个存储单元存储；

其中，每一衰减存储单元在波形数据存入前对待存入的波形数据经过预设的衰减模型进行衰减转换；

在外接时钟信号(上升沿或者高电平)到来时，首先，分别提取第一队列和第二队列中局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据，并提取第一队列中近端点存储单元和第二队列中远端点存储单元所存储的波形数据。

将第一队列中所提取的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，将第二队列中所提取的波形数据往第二队列的对头移动一个存储单元存储，从而实现第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反。

特别需要说明的是，对于衰减存储段中的每一衰减存储单元，在波形数据存入前将待存入的波形数据利用预设的衰减模型进行衰减转换，待衰减转换完成后，再将进行衰减转换后的波形数据存入。

S202：分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，并利用预设的接头模型对所述波形数据进行反射投射转换后分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储；

分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，然后将该波形数据输入预设的接头模型。

利用所述接头模型对该波形数据进行反射投射转换，然后再分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储。

S203：获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第二队列的远端存储单元；

由于远端存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，在本实施例中，每一时钟信号到来时，第一队列中远端存储单元将出现溢出。

此时，获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据代入预设的端点模型，由预设的端点模型对所述第一溢出波形数据进行反射转换。然后将经过反射转换后的第一溢出波形数据存入第二队列的远端存储单元中。

S204：获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第一队列的近端存储单元。

由于近端存储单元位于第一队列和第二队列的队头，在本实施例中，每一时钟信号到来时，第二队列中近端存储单元将出现溢出。

此时，获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据代入预设的端点模型，由预设的端点模型对所述第二溢出波形数据进行反射转换。然后将经过反射转换后的第二溢出波形数据存入第一队列的近端存储单元中。

需要说明的是，上述步骤S201至S204，在外接的时钟信号到来时，应当同时执行。

通过使第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反，并通过利用预设的接头模型对接头输入存储单元中的波形数据进行反射投射转换，然后对第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据和第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据进行反射转换，能够有效模拟电缆的双向传输特性、电缆中接头的反射和透射特性以及电缆端点的反射特性，从而使得最终生成局部放电检测波形能够更加符合电缆的实际情况。

在一个实施例中，在上述步骤S104之后，进一步地还可以包括以下步骤：

S301：利用预设的噪声模型获得预设长度的噪声波形，将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，生成局部放电实际检测波形。

接收预设噪声模型输出的噪声波形，当所述噪声波形的长度达到预设长度时，将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，最后生成局部放电实际检测波形。其中所述噪声波形可以是加性高斯白噪声。

通过将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，从而使最终生成局部放电实际检测波形带有电缆中常见的加性高斯白噪声，使所述局部放电实际检测波形更进一步符合电缆的实际噪声特点。

在一个实施例中，在上述步骤S201之前还可以包括以下步骤：

S401：获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，其中，所述接头参数包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数；

获取用户从输入界面输入的接头参数，所述接头参数至少包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数。然后将所述接头参数输入预设的二端口模型，以建立接头模型。

所述接头模型为二端口网络，其公式为，

其中

Y₁为第二队列的接头输出存储单元，Y₂为第一队列的接头输出存储单元，X₁为第一队列的接头输入存储单元，X₂为第二队列的接头输入存储单元，t₁₁、t₁₂分别为正向传输反射系数和透射系数，t₂₁、t₂₂分别为反向传输反射系数和透射系数。

通过获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，使得用户能够根据电缆的实际差异设定相应的接头参数，保证了接头模型能够模拟接头实际的反射和透射特性。

在一个实施例中，在上述步骤S201之前进一步地还可以包括以下步骤：

S501：获取用户输入的电缆衰减系数，依据所述电缆衰减系数建立衰减模型；

获取用户从输入界面输入的电缆衰减系数，然后将所述电缆衰减系数代入预设的***传递函数中，以生成衰减模型。最终生成的衰减模型的公式为：

|Y(ω)|＝|H(ω)||X(ω)|，其中，|Y(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度，|H(ω)|为电缆衰减系数，|X(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度。

通过获取用户输入的衰减系数并依据所述衰减系数建立衰减模型，使得用户能够根据电缆的实际衰减特性设定相应的衰减系数，保证了衰减模型能够模拟电缆实际的衰减特性。

请参阅图3，其是本发明一种振荡波局部放电检测波形生成装置一种实施例的结构框图。

一种振荡波局部放电检测波形生成装置，包括：

参量获取模块301，用于获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据；

其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

用户将从输入界面上输入电缆物理参量，所述电缆物理参量至少包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离。然后参量获取模块301在存储局放波的数据库中根据所述物理参量获取对应的局放波波形数据。其中，获取所述局放波波形数据的方式可以是：参量获取模块301查询电缆长度所在的长度区间、接头至检测点距离所在的接头距离区间以及局放点至检测点距离所在的局放点距离区间；然后参量获取模块301查询与所述长度区间、接头距离区间以及局放点距离区间相对应的局放波波形数据，并提取所述局放波波形数据。当局放点个数超过一个时，参量获取模块301需要针对每个局放点获取一个对应的局放波波形数据。

队列生成模块302，用于根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

队列生成模块302根据所述电缆长度利用预设的计算公式计算第一队列和第二队列所需存储单元的数量，生成相同长度和结构的第一队列和第二队列，其中所述电缆长度与第一队列和第二队列所需存储单元的数量成正比。

生成相同的第一队列和第二队列之后，队列生成模块302依据电缆物理参量中的接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段。

优选地，所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置，所述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾位置，衰减存储段位于第一队列和第二队列的队尾之前的位置，局放点存储单元和接头存储段所在的位置依照接头至检测点距离以及局放点至检测点距离确定，例如局放点至检测点距离为2米，而接头至检测点距离为10米即局放点至检测点距离大于接头至检测点，因此，局放点存储单元设于近端点存储单元之后，而接头存储段设于局放点存储单元和衰减存储段之间。作为一个具体例子，如图2所示，第一队列A和第二队列B结构相同且长度相同，而且第一队列A和第二队列B均是由若干个连续的存储单元组成的连续存储区间，其中近端点存储单元201位于第一队列A和第二队列B的队头，远端点存储单元207位于第一队列A和第二队列B的队尾，衰减存储段206位于远端点存储单元之前，局放点存储单元202设于近端点存储单元201之后，接头存储段204设于局放点存储单元202和衰减存储段206之间。

队列生成模块302针对第一队列和第二队列按照上述方法分割能够准确有效地通过队列的方式模拟电缆双向传输的传输方式。

队列移动模块303，用于在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中，所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据；

队列移动模块303分别获取第一队列和第二队列的存储地址，然后依据所述存储地址在第一队列和第二队列中存入相同的波形数据，其中，队列移动模块303将所述参量获取模块301中获取的局放波波形数据分别存入第一队列和第二队列中的局放点存储单元，将预设的初始波形数据分别存入第一队列和第二队列中的近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段。

然后接入外部时钟信号，在每个时钟信号(上升沿或者高电平)到来时，队列移动模块303通过预设的移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述移动规则至少包括第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反。

波形生成模块304，用于接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

如果第一队列中所存储的波形数据在每个时钟信号时往队头移动，则每次移动第一队列队头会出现溢出，此时波形生成模块304接收第一队列队头溢出的溢出波形数据。

如果第一队列中所存储的波形数据在每个时钟信号时往队尾移动，则每次移动第二队列队头会出现溢出，此时波形生成模块304接收第二队列队头溢出的溢出波形数据。

波形生成模块304持续接收所述溢出波形数据，在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，波形生成模块304可停止接入时钟信号，并停止接收所述溢出波形数据，然后波形生成模块304依据所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

本发明通过参量获取模块301在获取用户输入的电缆物理参量后，从存储局放波的数据库中根据所述物理参量获取对应的局放波波形数据；于此同时，队列生成模块302根据电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并根据电缆物理参量对所述第一队列和第二队列进行分割；然后队列移动模块303在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据；最后波形生成模块304接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。本发明根据电缆的传播特点，通过队列移动模块303移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据的方式模拟局放波在电缆中的传输，即使用计算机软件的方式对局放波进行模拟，具有可移植值性强的特点，能够有效减少通过硬件方式模拟所需的时间和硬件成本，从而能够提高电缆现场检测的仿真效率。

在一个实施例中，上述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，所述衰减存储段包括至少一个衰减存储单元，所述接头存储段包括接头输入存储单元和接头输出存储单元。

进一步地，所述队列移动模块303，可以包括以下子模块：

衰减模块，用于将第一队列中的近端点存储单元、局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，将第二队列中的远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第二队列的队头移动一个存储单元存储；

其中，每一衰减存储单元在波形数据存入前对待存入的波形数据经过预设的衰减模型进行衰减转换；

在外接时钟信号(上升沿或者高电平)到来时，首先，衰减模块分别提取第一队列和第二队列中局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据，并提取第一队列中近端点存储单元和第二队列中远端点存储单元所存储的波形数据。

衰减模块将第一队列中所提取的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，并将第二队列中所提取的波形数据往第二队列的对头移动一个存储单元存储，从而实现第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反。

特别需要说明的是，对于衰减存储段中的每一衰减存储单元，在波形数据存入前衰减模块将待存入的波形数据利用预设的衰减模型进行衰减转换，待衰减转换完成后，衰减模块再将进行衰减转换后的波形数据存入。

接头模块，用于分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，并利用预设的接头模型对所述波形数据进行反射投射转换后分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储；

接头模块分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，然后将该波形数据输入预设的接头模型。

接头模块利用所述接头模型对该波形数据进行反射投射转换，然后再分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储。

第一端点模块，用于获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第二队列的远端存储单元；

由于远端存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，在本实施例中，每一时钟信号到来时，第一队列中远端存储单元将出现溢出。

此时，第一端点模块获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据代入预设的端点模型，由预设的端点模型对所述第一溢出波形数据进行反射转换。然后第一端点模块将经过反射转换后的第一溢出波形数据存入第二队列的远端存储单元中。

第二端点模块，用于获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第一队列的近端存储单元。

由于近端存储单元位于第一队列和第二队列的队头，在本实施例中，每一时钟信号到来时，第二队列中近端存储单元将出现溢出。

此时，第二端点模块获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据代入预设的端点模型，由预设的端点模型对所述第二溢出波形数据进行反射转换。然后第二端点模块将经过反射转换后的第二溢出波形数据存入第一队列的近端存储单元中。

需要说明的是，上述衰减模块、接头模块、第一端点模块和第二端点模块，在外接的时钟信号到来时，应当同时工作运行。

通过衰减模块使第一队列中所存储的波形数据和第二队列所存储的波形数据的移动方向相反，并通过接头模块利用预设的接头模型对接头输入存储单元中的波形数据进行反射投射转换，然后第一端点模块和第二端点模块分别对第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据和第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据进行反射转换，能够有效模拟电缆的双向传输特性、电缆中接头的反射和透射特性以及电缆端点的反射特性，从而使得最终生成局部放电检测波形能够更加符合电缆的实际情况。

在一个实施例中，所述振荡波局部放电检测波形生成装置还可以包括：

噪声叠加模块，用于利用预设的噪声模型获得预设长度的噪声波形，将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，生成局部放电实际检测波形。

噪声叠加模块接收预设噪声模型输出的噪声波形，当所述噪声波形的长度达到预设长度时，噪声叠加模块将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，最后生成局部放电实际检测波形。其中所述噪声波形可以是加性高斯白噪声。

通过噪声叠加模块将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，从而使最终生成局部放电实际检测波形带有电缆中常见的加性高斯白噪声，使所述局部放电实际检测波形更进一步符合电缆的实际噪声特点。

在一个实施例中，上述队列移动模块303，还可以包括以下子模块：

接头模型建立模块，用于获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，其中，所述接头参数包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数；

接头模型建立模块获取用户从输入界面输入的接头参数，所述接头参数至少包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数。然后接头模型建立模块将所述接头参数输入预设的二端口模型，以建立接头模型。

所述接头模型为二端口网络，其公式为，

其中

Y₁为第二队列的接头输出存储单元，Y₂为第一队列的接头输出存储单元，X₁为第一队列的接头输入存储单元，X₂为第二队列的接头输入存储单元，t₁₁、t₁₂分别为正向传输反射系数和透射系数，t₂₁、t₂₂分别为反向传输反射系数和透射系数。

通过接头模型建立模块获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，使得用户能够根据电缆的实际差异设定相应的接头参数，保证了接头模型能够模拟接头实际的反射和透射特性。

在一个实施例中，上述队列移动模块303，还可以包括以下子模块：

衰减模型建立模块，用于获取用户输入的电缆衰减系数，依据所述电缆衰减系数建立衰减模型；

衰减模型建立模块获取用户从输入界面输入的电缆衰减系数，然后将所述电缆衰减系数代入预设的***传递函数中，以生成衰减模型。

其中，所述衰减模型的公式为，

|Y(ω)|＝|H(ω)||X(ω)|，其中，|Y(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度，|H(ω)|为电缆衰减系数，|X(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度。

通过衰减模型建立模块获取用户输入的衰减系数并依据所述衰减系数建立衰减模型，使得用户能够根据电缆的实际衰减特性设定相应的衰减系数，保证了衰减模型能够模拟电缆实际的衰减特性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种振荡波局部放电检测波形生成方法，其特征在于，包括步骤：

获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据，其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据；

接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

2.根据权利要求1所述的振荡波局部放电检测波形生成方法，其特征在于，所述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，所述衰减存储段包括至少一个衰减存储单元，所述接头存储段包括接头输入存储单元和接头输出存储单元；所述通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中的存储数据的步骤，包括步骤：

将第一队列中的近端点存储单元、局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，将第二队列中的远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第二队列的队头移动一个存储单元存储，其中，每一衰减存储单元在波形数据存入前对待存入的波形数据经过预设的衰减模型进行衰减转换；

分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，并利用预设的接头模型对所述波形数据进行反射投射转换后分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储；

获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第二队列的远端存储单元；

获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第一队列的近端存储单元。

3.根据权利要求1所述的振荡波局部放电检测波形生成方法，其特征在于，还包括步骤：

利用预设的噪声模型获得预设长度的噪声波形，将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，生成局部放电实际检测波形。

4.根据权利要求2所述的振荡波局部放电检测波形生成方法，其特征在于，还包括步骤：获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，其中，所述接头参数包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数，所述接头模型为二端口网络，其公式为，

其中

Y₁为第二队列的接头输出存储单元，Y₂为第一队列的接头输出存储单元，X₁为第一队列的接头输入存储单元，X₂为第二队列的接头输入存储单元，t₁₁、t₁₂分别为正向传输反射系数和透射系数，t₂₁、t₂₂分别为反向传输反射系数和透射系数。

5.根据权利要求2所述的振荡波局部放电检测波形生成方法，其特征在于，还包括步骤：获取用户输入的电缆衰减系数，依据所述电缆衰减系数建立衰减模型，其中，所述衰减模型的公式为：

|Y(ω)|＝|H(ω)||X(ω)|，其中，|Y(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度，|H(ω)|为电缆衰减系数，|X(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度。

6.一种振荡波局部放电检测波形生成装置，其特征在于，包括：

参量获取模块，用于获取用户输入的电缆物理参量，并获取与所述电缆物理参量相对应的局放波波形数据，其中所述电缆物理参量包括电缆长度、接头至检测点距离以及局放点至检测点距离；

队列生成模块，用于根据所述电缆长度生成相同的第一队列和第二队列，并依据所述接头至检测点距离以及局放点至检测点距离在所述第一队列和第二队列中分别划定近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元、接头存储段以及衰减存储段，其中所述近端点存储单元位于第一队列和第二队列的队头位置；

队列移动模块，用于在第一队列和第二队列中分别存入相同的波形数据，并通过预设的队列移动规则移动第一队列和第二队列中所存储的波形数据，其中，所述局放点存储单元存入所述局放波波形数据，近端点存储单元、远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储段分别存入预设的初始波形数据

波形生成模块，用于接收第一队列队头或第二队列队头溢出的溢出波形数据，并在所述溢出波形数据的长度大于预设长度时，将所述溢出波形数据生成局部放电检测波形。

7.根据权利要求6所述的振荡波局部放电检测波形生成装置，其特征在于，所述远端点存储单元位于第一队列和第二队列的队尾，所述衰减存储段包括至少一个衰减存储单元，所述接头存储段包括接头输入存储单元和接头输出存储单元；所述队列移动模块，包括以下子模块：

衰减模块，用于将第一队列中的近端点存储单元、局放点存储单元、接头输出存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第一队列的队尾移动一个存储单元存储，将第二队列中的远端点存储单元、局放点存储单元以及衰减存储单元中所存储的波形数据往第二队列的队头移动一个存储单元存储，其中，每一衰减存储单元在波形数据存入前对待存入的波形数据经过预设的衰减模型进行衰减转换；

接头模块，用于分别获取第一队列和第二队列中接头输入存储单元所存储的波形数据，并利用预设的接头模型对所述波形数据进行反射投射转换后分别输出至第一队列和第二队列的接头输出存储单元存储；

第一端点模块，用于获取第一队列中远端存储单元溢出的第一溢出波形数据，将所述第一溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第二队列的远端存储单元；

第二端点模块，用于获取第二队列中近端存储单元溢出的第二溢出波形数据，将所述第二溢出波形数据经过预设的端点模型进行反射转换后存入第一队列的近端存储单元。

8.根据权利要求6所述的振荡波局部放电检测波形生成装置，其特征在于，还包括：

噪声叠加模块，用于利用预设的噪声模型获得预设长度的噪声波形，将所述噪声波形叠加至所述局部放电检测波形，生成局部放电实际检测波形。

9.根据权利要求7所述的振荡波局部放电检测波形生成装置，其特征在于，还包括：

接头模型建立模块，用于获取用户输入的接头参数并依据所述接头参数建立接头模型，其中，所述接头参数包括正向传输的反射系数和透射系数以及反向传输的反射系数和透射系数，所述接头模型为二端口网络，其公式为，

其中

Y₁为第二队列的接头输出存储单元，Y₂为第一队列的接头输出存储单元，X₁为第一队列的接头输入存储单元，X₂为第二队列的接头输入存储单元，t₁₁、t₁₂分别为正向传输反射系数和透射系数，t₂₁、t₂₂分别为反向传输反射系数和透射系数。

10.根据权利要求7所述的振荡波局部放电检测波形生成装置，其特征在于，还包括：

衰减模型建立模块，用于获取用户输入的电缆衰减系数，依据所述电缆衰减系数建立衰减模型，其中，所述衰减模型的公式为，

|Y(ω)|＝|H(ω)||X(ω)|，其中，|Y(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度，|H(ω)|为电缆衰减系数，|X(ω)|为衰减转换后波形数据的频谱幅度。