一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质技术

本说明书实施例公开了一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，方法包括：计算机生成待检测电缆的入射信号，并获取与入射信号相对应的反射信号的反射信号波形；对反射信号进行时频转换，获得反射信号的时频域分布，并归一化时频域分布获得反射信号的归一化时频域分布；基于归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，确定反射信号中时间与频率的对应关系；基于待检测电缆的型号确定反射信号的频域衰减畸变系数，根据对应关系与所述频域衰减畸变系数对反射信号进行补偿，以获得反射信号的时域补偿信号；根据时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，以生成相对应的缺陷定位曲线，并基于缺陷定位曲线，确定待检测电缆的缺陷位置。陷位置。陷位置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质


[0001]本说明书涉及电力系统检测
，尤其涉及一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]电缆是一种用于电能传输的电力工具，由于占地面积较小，在城市供电系统中尤为重要。然而长期高负荷运作、生产工艺误差、安装敷设磨损等因素会让电缆上出现局部的缺陷，如果局部缺陷不能及时被定位发现和检修，可能会发展为严重的永久性故障，导致停电事故，会带来巨大的经济损失甚至影响人身安全。因此，为了避免停电事故带来的损失，电缆的缺陷定位是电缆维修过程中的一项重要过程。
[0003]目前电缆缺陷定位方式有时域反射法以及频域反射法等，其中时域反射法对电缆入射脉冲信号或阶跃信号，并在时域分析，然而该方法仅能定位严重的故障。而频域反射法则是对电缆入射扫频信号，并将频域信息转变为关于距离的电缆缺陷定位曲线，可以定位微弱的缺陷，但定位灵敏度有限。因此，现有技术中结合有时域反射法以及频域反射法的优点获得了时频域反射法，当前的时频域反射法是将特定的入射信号的时域采集波形转变至时频域，然后基于互相关函数将缺陷信息进行放大，虽然具有丰富的信息量和较高的定位灵敏度。但是，随着入射信号在电缆中的传播，信号会出现幅值的衰减和相位的畸变，定位幅值会降低甚至因为信号淹没在噪声中而无法识别缺陷。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例提供了一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质。
[0005]本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
[0006]本说明书一个或多个实施例提供一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，方法包括：
[0007]计算机生成待检测电缆的入射信号，并获取与所述入射信号相对应的反射信号的反射信号波形；
[0008]对所述反射信号进行时频转换，获得所述反射信号的时频域分布，并归一化所述时频域分布获得所述反射信号的归一化时频域分布；
[0009]基于所述归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系；
[0010]基于所述待检测电缆的型号确定所述反射信号的频域衰减畸变系数，根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数对所述反射信号进行补偿，以获得所述反射信号的时域补偿信号；其中，所述频域衰减畸变系数包括：频域幅值衰减系数、频域相位畸变系数；
[0011]根据所述时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，以生成相对应的缺陷定位曲线，并基于所述缺陷定位曲线，确定所述待检测电缆的缺陷位置。
[0012]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，所述生成待检测电缆的入射信号，并获取与所述待检测电缆的入射信号相对应的反射信号，具体包括：
[0013]获取所述入射信号的入射信号参数，并将所述入射信号参数基于预置电性连接传输给波形发生器，以获取基于所述波形发生器生成的待检测电缆的入射信号波形；其中，所述波形发生器与所述计算机电性连接；
[0014]将所述入射信号波形基于所述波形发生器与所述待检测电缆的T型接口一端入射至所述待检测电缆；
[0015]获取来自示波器采集的所述待检测电缆的T型接口另一端输出的与所述待检测电缆的入射信号波形相对应的反射信号波形；其中，所述示波器与所述计算机电性连接。
[0016]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，基于所述归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系，具体包括：
[0017]提取所述归一化时频域分布中各时间点所对应的时频分布曲线；
[0018]获取所述时频分布曲线中幅值最大值所对应的频率，以将对应频率近似为所述反射信号在各所述时间点的瞬时频率；
[0019]基于所述各时间点与所述瞬时频率的关系，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系。
[0020]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，基于所述待检测电缆的型号确定所述反射信号的频域衰减畸变系数，根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数对所述反射信号进行补偿，以获得所述反射信号的时域补偿信号，具体包括：
[0021]对所述信号的电缆进行频域衰减畸变系数的测量，以确定所述待检测电缆的型号所对应的反射信号的频域衰减畸变系数；
[0022]根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数确定所述反射信号的时域补偿公式，以基于所述时域补偿公式对所述反射信号进行补偿，获得所述反射信号的时域补偿信号；
[0023]其中，所述时域补偿公式为：其中，R(t)为所述反射信号的时域补偿信号，r(t)为补偿前的所述反射信号，γ'和γ”分别标识频域幅值衰减系数和频域相位畸变系数，f为所述反射信号的瞬时频率，t为信号反射回所述待检测电缆的首端的时间。
[0024]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，根据所述时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，以生成相对应的缺陷定位曲线，具体包括：
[0025]对所述时域补偿信号与所述入射信号分布进行时频转换，分别获得所述时域补偿信号的时域分布与所述入射信号的时频域分布；
[0026]基于所述反射信号的时域分布与所述入射信号的时域分布，确定所述入射信号与所述反射信号之间的预置互相关函数；
[0027]基于所述时域补偿信号的时域分布替换所述预置互相关函数中的所述反射信号的时域分布，以实现对于所述预置互相关函数的补偿，获得补偿互相关函数；
[0028]对所述补偿互相关函数基于距离参数进行转换以生成相对应的缺陷定位曲线。
[0029]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，对所述入射信号进行时频转换，获得所
述入射信号的时频域分布，具体包括：
[0030]获取所述反射信号的希尔伯特变换与预置矩形窗函数；
[0031]基于所述反射信号的希尔伯特变换与所述预置矩形窗函数构建所述入射信号的时频域分布公式；
[0032]基于所述时频域分布公式对所述入射信号进行时频转换，以获取所述入射信号的时频域分布。
[0033]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，基于所述缺陷定位曲线，确定所述待检测电缆的缺陷位置，具体包括：
[0034]获取所述缺陷定位曲线中的第一峰值与第二峰值；其中，所述第一峰值为所述缺陷定位曲线中的最大峰值，所述第二峰值小于所述第一峰值且大于所述缺陷定位曲线中除所述第一峰值外的其他峰值；
[0035]将所述第一峰值所对应的距离作为所述待检测电缆的首端，并将所述第二峰值所对应的距离作为所述待检测电缆的末端；
[0036]获取所述待检测电缆的首端与所述待检测电缆的末端之间的峰值作为缺陷峰值，以基于所述缺陷峰值所对应的距离确定所述待检测电缆的缺陷位置。
[0037]可选地，在本说明书一个或多个实施例中，对所述补偿互相关函数基于距离参数进行转换以生成相对应的缺陷定位曲线，具体包括：
[0038]获取所述待检测电缆的首端与末端之间的距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：计算机生成待检测电缆的入射信号，并获取与所述入射信号相对应的反射信号的反射信号波形；对所述反射信号进行时频转换，获得所述反射信号的时频域分布，并归一化所述时频域分布获得所述反射信号的归一化时频域分布；基于所述归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系；基于所述待检测电缆的型号确定所述反射信号的频域衰减畸变系数，根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数对所述反射信号进行补偿，以获得所述反射信号的时域补偿信号；其中，所述频域衰减畸变系数包括：频域幅值衰减系数、频域相位畸变系数；根据所述时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，以生成相对应的缺陷定位曲线，并基于所述缺陷定位曲线，确定所述待检测电缆的缺陷位置。2.根据权利要求1所述的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述生成待检测电缆的入射信号，并获取与所述待检测电缆的入射信号相对应的反射信号，具体包括：获取所述入射信号的入射信号参数，并将所述入射信号参数基于预置电性连接传输给波形发生器，以获取基于所述波形发生器生成的待检测电缆的入射信号波形；其中，所述波形发生器与所述计算机电性连接；将所述入射信号波形基于所述波形发生器与所述待检测电缆的T型接口一端入射至所述待检测电缆；获取来自示波器采集的所述待检测电缆的T型接口另一端输出的与所述待检测电缆的入射信号波形相对应的反射信号波形；其中，所述示波器与所述计算机电性连接。3.根据权利要求1所述的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，其特征在于，基于所述归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系，具体包括：提取所述归一化时频域分布中各时间点所对应的时频分布曲线；获取所述时频分布曲线中幅值最大值所对应的频率，以将对应频率近似为所述反射信号在各所述时间点的瞬时频率；基于所述各时间点与所述瞬时频率的关系，确定所述反射信号中时间与频率的对应关系。4.根据权利要求1所述的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述基于所述待检测电缆的型号确定所述反射信号的频域衰减畸变系数，根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数对所述反射信号进行补偿，以获得所述反射信号的时域补偿信号，具体包括：对所述信号的电缆进行频域衰减畸变系数的测量，以确定所述待检测电缆的型号所对应的反射信号的频域衰减畸变系数；根据所述对应关系与所述频域衰减畸变系数确定所述反射信号的时域补偿公式，以基于所述时域补偿公式对所述反射信号进行补偿，获得所述反射信号的时域补偿信号；
其中，所述时域补偿公式为：其中，R(t)为所述反射信号的时域补偿信号，r(t)为补偿前的所述反射信号，γ'和γ”分别标识频域幅值衰减系数和频域相位畸变系数，f为所述反射信号的瞬时频率，t为信号反射回所述待检测电缆的首端的时间。5.根据权利要求1所述的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，其特征在于，所述根据所述时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，以生成相对应的缺陷定位曲线，具体包括：对所述时域补偿信号与所述入射信号分布进行时频转换，分别获得所述时域补偿信号的时域分布与所述入射信号的时频域分布；基于所述反射信号的时域分布与所述入射信号的时域分布，确定所述入射信号与所述反射信号之间的预置互相关函数；基于所述时域补偿信号的时域分布替换所述预置互相关函数中的所述反射信号的时域分布，以实现对于所述预置互相关函数的补偿，获得补偿互相关函数；对所述补偿互相关函数基于距离参数进行转换以生成相对应的缺陷定位曲线。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆海宝，邹星宇，曲兰青，王仁杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：