基于极化敏感阵列的电缆故障精确定位技术

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1、基于极化敏感阵列的电缆故障精确定位技术作者姓名马静导师姓名、职称王昌明教授一级学科控制科学与工程二级学科系统工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121185分类TN82号TM93密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于极化敏感阵列的电缆故障精确定位技术作者姓名：马静一级学科：控制科学与工程二级学科：系统工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王昌明教授提交日期：2014年12月CablefaultaccuratelocationtechnologybasedonPolariz

2、ationSensitiveArrayAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinControlScienceandEngineeringByMaJingSupervisor:Prof.WangChangmingDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

3、尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学

4、校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要现代社会中各行各业对电能的依赖越来越大，潜在的电缆故障隐患随时可能对社会和国家造成严重的危害。因此，如何在故障发生后高效快速、精确地找到故障原因与位置并及时修复电缆故障，是一个亟待解决的难题。本论文开展对电力电缆的故障精确定位技术的研究，提出基于极化敏感阵列的电缆故障精确定位技术。论文通过查阅大

5、量文献资料阐述了电力电缆产生故障的原因与故障的种类，针对不同的故障类型，制定故障检测的大致步骤流程：确定电缆出现故障相位、对电缆故障点位置进行粗测预定位和精确定位。首先分析现行精确定位方法存在的问题，在结合此方法的基础上引入基于极化敏感阵列的精确定位方法。然后针对故障精确定位过程中由高能冲击信号发生器对故障点进行有效冲击放电，产生出的电磁信号展开讨论。给出了基于极化敏感阵列情况下的进行参数估计方法，利用空间按一定几何结构分布的偶极子组或磁环组估计故障源所产生的电磁矢量信号的全部电场分量和磁场分量。结合电缆故障放电信号的数学模型

6、与极化敏感阵列的阵列流形，分析和改进传统DOA估计算法，实现了近场故障点方位信息和位置距离信息的精确估计。利用经典改进ESPRIT算法估计近场源，通过增加一个COLD二维矢量天线(Co-centeredOrthogonalLoopandDipole)，有效的解决了因为近场源效应而引起的角度近似问题。最后，通过计算机MATLAB验证仿真，从理论上论证了该算法的有效性。结合MATLAB仿真获得的数据进行分析，可以得到DOA对故障源估计的参数信息，通过方位角度和距离信息确定电缆故障的精确位置。仿真结果表明基于极化敏感阵列的电力电缆精

7、确定位技术可以快速高效地实现高阻故障定位，与传统的电缆故障精确定位技术相比较具有显著的优势，在很大程度上解决了现行精确定位方法存在的问题，实现了故障精确定位的智能化。关键词：电缆故障精确定位，极化敏感阵列，DOA，近场论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTInmodernsocietyallwalksoflifeincreasinglyrelyonelectricity,potentialcablefaultproblemmayhaveagreatinfluenceonthe

8、powersystem’ssafetyandpeople’snormallife,thenhavebroughtaninestimableeconomylossforsocietyatanytime.So,howtopreventthepowercablefaultandre