CN112763843A - 一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及装置，用以解决现有的电缆缺陷定位方法，定位缺陷的准确率低且无法同时定位电缆多段缺陷的技术问题。方法包括：计算机设备接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果，所述测试结果是所述矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；基于接收到的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定目标电缆对应的定位函数；根据定位函数确定目标电缆对应的定位曲线，以确定目标电缆对应的多段缺陷。本申请通过上述方法实现了对电缆多段缺陷都能进行精确定位，使得电力检修人员能够根据对目标电缆多段缺陷位置及时进行更换或维修，保证了电网系统运行安全。

Description

一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及装置

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及装置。

背景技术

配网电缆的正常运行关系着工业、农业以及家庭用电的安全进行。现有的配网电缆一般采用交联聚乙烯电缆，但是由于早期配网电缆安装质量管控不足、运行通道环境恶劣、运检技术手段单一，大部分常年运行的配网电缆已出现不同程度的绝缘老化现象，对配网电缆的正常运行造成了极大的隐患。

近年来，部分国内外学者开始利用基于频域反射法的电缆宽频阻抗谱技术，实现电缆老化及故障的检出及诊断。但是，这种电缆缺陷定位方法在存在干扰点时容易造成定位精度差的问题，并且，现有的定位方法也无法同时定位多段缺陷，十分不利于在实际环境中的运用。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及装置，用以解决现有的电缆缺陷定位方法，定位缺陷的准确率低且无法同时定位电缆多段缺陷的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，方法包括：计算机设备接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果；测试结果是矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；其中，阻抗谱用于指示目标电缆的阻抗与测试频率之间的对应关系；基于接收到的来自矢量网络分析仪的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定目标电缆对应的定位函数；根据定位函数确定目标电缆对应的定位曲线，并在定位曲线中，确定目标电缆对应的多段缺陷。

本申请实施例对电缆多段缺陷进行定位，首先利用矢量网络分析仪在预设测试频率下对目标电缆的阻抗谱进行测试并将结果发送给计算机设备，计算机设备利用切比雪夫窗函数对接收到的阻抗谱进行处理，得出目标电缆对应的定位函数，然后根据定位函数确定定位曲线，从定位曲线中分析出电缆缺陷的具体位置。通过切比雪夫窗函数来处理电缆的阻抗幅值谱，从而得出定位曲线的方法，弥补了以往利用频域反射法定位电缆多段缺陷时，由于信号的多次折反射带来的干扰点影响定位的问题，实现了对目标电缆上的多段缺陷进行定位，同时保证了定位结果的准确性。

在本申请的一种实现方式中，确定目标电缆对应的定位函数之前，方法还包括：计算机设备确定目标电缆的长度；基于目标电缆的长度以及预设测试频率范围，确定预设切比雪夫窗函数的对应参数；其中，预设切比雪夫窗函数的对应参数至少包括以下任一项或者多项：预设切比雪夫窗函数对应的采样点数、预设切比雪夫窗函数对应的主瓣峰值与旁瓣峰值之比；根据预设切比雪夫窗函数的对应参数，确定预设切比雪夫窗函数的方程式。

在本申请的一种实现方式中，确定目标电缆对应的定位函数，具体包括：计算机设备确定阻抗谱的相关参数；将阻抗谱的相关参数与预设切比雪夫窗函数的方程式进行相乘运算，以得到目标电缆对应的复合函数；对目标电缆对应的复合函数进行离散傅里叶变换，得到目标电缆对应的定位函数。

在本申请的一种实现方式中，阻抗谱的相关参数至少包括以下任意一项或者多项：阻抗谱的实部、阻抗谱的虚部、阻抗谱的幅值以及阻抗谱的相位。

在本申请的一种实现方式中，根据定位函数确定目标电缆对应的定位曲线，具体包括：计算机设备根据目标电缆对应的定位函数，确定目标电缆对应的定位曲线图，以在定位曲线图中确定目标电缆对应的定位曲线；其中，定位曲线图的横轴代表首端距离，纵轴代表幅值；首端距离用于指示目标电缆上的任一点与目标电缆的任意一个端点之间的距离；幅值用于指示目标电缆的阻抗谱对应的归一化幅值。通过定位函数来确定定位曲线图，并将定位曲线图作为工具，能够更方便的在定位曲线中确定目标电缆的故障缺陷位置。

在本申请的一种实现方式中，在定位曲线中，确定目标电缆对应的多段缺陷，具体包括：计算机设备在定位曲线图中，确定若干峰值点；其中，若干峰值点用于指示定位曲线中若干峰值分别对应的首端距离；基于若干峰值点，确定目标电缆对应的两个端点位置以及目标电缆对应的多段缺陷位置。

在本申请的一种实现方式中，在计算机设备在定位曲线图中，确定若干峰值点之后，方法还包括：计算机设备在若干峰值点中，确定第一峰值点及第二峰值点；其中，第一峰值点为若干峰值点中对应的首端距离最小的峰值点；第二峰值点为若干峰值点中对应的首端距离最大的峰值点；在定位曲线图中，基于第一峰值点，确定目标电缆的第一端点位置；以及基于第二峰值点，确定目标电缆的第二端点位置。

在本申请的一种实现方式中，在确定第一峰值点及第二峰值点之后，方法还包括：计算机设备确定存在于第一峰值点与第二峰值点之间的若干峰值点；并基于存在于第一峰值点与第二峰值点之间的若干峰值点，确定目标电缆对应的多段缺陷位置。

在本申请的一种实现方式中，在确定第一峰值点及第二峰值点之后，方法还包括：计算机设备确定第一峰值点与第二峰值点之间，不存在峰值点；计算机设备确定目标电缆不存在缺陷。

另一方面，本申请实施例还提供了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位装置，包括：接收模块，用于接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果，测试结果是矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；其中，阻抗谱用于指示目标电缆的阻抗与测试频率之间的对应关系；确定模块，用于基于接收到的来自所述矢量网络分析仪的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定目标电缆对应的定位函数；确定模块，还用于根据定位函数确定目标电缆对应的定位曲线，并在定位曲线中，确定目标电缆对应的多段缺陷。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法流程图；

图2为本申请实施例提供的四种窗函数的时域波形及频域波形的比较图；

图3为本申请实施例提供的一种仿真电缆对应的未加窗定位曲线图；

图4为本申请实施例提供的一种仿真电缆对应的加窗定位曲线对比图；

图5为本申请实施例提供的一种测试电缆的定位曲线图；

图6为本申请实施例提供的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位装置内部结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着城市化建设的发展，电缆线路在电力的传输与配送系统中占据了越来越大的比重，电缆的正常运行直接关系到社会经济的发展和用电的安全性。电力电缆绝缘结构复杂，包括导体，绝缘，半导电屏蔽，外屏蔽和护套等。交联聚乙烯绝缘电缆是当前国内使用最广泛的电缆类型。到目前为止，国网公司在运配网电缆线路长度已逾55万公里，城市电缆化率已达57.1％，部分发达城市配电网中运行年限逾15年配网电缆已占25％以上，且早期配网电缆安装质量管控不足、运行通道环境恶劣、运检技术手段单一，大部分长运行年限配网电缆线路已产生明显绝缘老化及性能劣化，配电电缆故障率和缺陷隐患数量长期居高不下；部分地区结合工程计划虽已逐步开展更换，但由于配网建设规模庞大以及新建线路的快速增长，未来5-10年内，城市电网运行可靠性将面临配网电缆故障集中爆发的威胁。因此，在确保入网电缆设备质量及附件安装质量，应以提高电缆状态检测能力为重点，推进电缆专业精益化管理和全过程电缆质量管控体系建设，着力提升电缆设备质量、安装施工及运维管理水平和电缆运检效率、效益，着力提升电缆运行、检修、管理、质量监督水平，电缆线路故障率逐年下降，电缆线路安全运行水平不断提升。

目前，配网电缆及附件设备质量考核仍以型式试验为主，离线试验以振荡波局放与超低频介损检测为主，但上述技术多以高电压激励为主，具有一定绝缘累计损伤风险，存在无法检出绝缘局部老化、无法定位缺陷以及无法检出进水的固有不足。

电缆的输入阻抗随频率的变化曲线称为电缆宽频介电阻抗谱。当电缆很短，而传输信号的频率很低时，电缆长度小于信号波长，传输信号不能在导线上完成一个整周期的振荡，此时电缆对整个电路响应以及输入阻抗几乎没有影响，整个回路阻抗即等于负载阻抗。如果导线足够长或者信号频率很高，电缆阻抗将在整个回路阻抗中会占有重要比重，此时电缆输入阻抗将主要与电缆本身特性相关。现有电缆阻抗谱技术研究发现电缆运行状态发生变化会影响其首端阻抗谱，但不能合理解释电缆阻抗谱特性与电缆运行状态参数的内在关联性，不能为电缆阻抗谱在电缆运行状态诊断中的应用提供理论支撑。

近年来，部分国内外学者开始利用基于频域反射法的电缆宽频阻抗谱技术，反映电缆的特征参数在电缆绝缘存在局部缺陷和发生整体老化时的变化，利用积分变换将电缆频域阻抗谱变换为空间域函数，获取电缆特征参数随位置变化的诊断函数，实现局部缺陷的定位，并监测电缆绝缘性能的变化趋势，实现电缆老化及故障的检出和诊断。然而，现有的各种基于频域阻抗谱的电缆缺陷定位方法存在定位精度差、需要提前测量完好电缆的特征参数建立数据库、无法同时定位多段缺陷、存在干扰点影响定位等问题，十分不利于在实际环境中进行测量。

本申请实施例提供了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法及系统，通过在目标电缆对应的阻抗谱上进行加窗处理后，确定定位曲线，并在定位曲线中确定目标电缆上的多段缺陷位置，解决了现有的电缆缺陷定位方法，定位缺陷的准确率低且无法同时定位电缆多段缺陷的技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法流程图。如图1所示，方法主要包括以下步骤：

步骤101、矢量网络分析仪基于预设测试频率范围对目标电缆的阻抗谱进行测试，并将测试结果发送给计算机设备。

本申请实施例中，对目标电缆缺陷位置进行定位主要是基于切比雪夫窗函数对目标电缆的阻抗谱进行相应的处理而得出的，因此首先要测定目标电缆的阻抗谱。由于矢量网络分析仪具有测量精度高，测量速度快的优点，且能够适应不同的测量对象，并在不同测试频率下精确的测量出目标电缆的阻抗幅值谱和阻抗相位谱，同时还能够将测量结果通过直观图形化的形式显示出来，基于此，本申请中选用矢量网络分析仪对目标电缆的阻抗谱进行测试。

具体来说，矢量网络分析仪在预设测试频率范围下测试目标电缆的阻抗谱，然后将测得的阻抗谱发送给计算机设备进行下一步的分析。在本申请实施例中，矢量网络分析仪与计算机设备连接在同一局域网络下，矢量网络分析仪对目标电缆的阻抗谱进行测试，测试完成后将第一待测电缆的阻抗谱通过局域网络发送给计算机设备。

需要说明的是，为提高检测结果的精确度，本申请实施例中，矢量网络分析仪对目标电缆的阻抗谱进行多次测试，将多次测试的结果一并发送给计算机设备，以免单次测试造成的误差或偶然性影响测试结果的准确性。

步骤102、计算机设备接收阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定目标电缆对应的定位函数。

本申请实施例中，计算机设备在接收到来自矢量网络分析仪发送来的目标电缆的阻抗谱后，首先对阻抗谱进行筛除，以去掉由于测试故障或在传输过程中发生数据损坏的无效图谱，在剩余的阻抗谱中选择精确度最高的一张阻抗谱作为样本，这样确保了最终结果的准确性。

本申请实施例中，对目标电缆多段缺陷进行定位要基于切比雪夫窗函数，因此计算机设备在确定定位函数之前先要确定所需的切比雪夫窗函数的方程式。首先计算机设备基于目标电缆的长度以及预设测试频率范围，确定预设切比雪夫窗函数的对应参数，然后计算机设备根据预设切比雪夫窗函数的对应参数，确定预设切比雪夫窗函数的方程式。

需要说明的是，预设切比雪夫窗函数的对应参数至少包括以下任一项或者多项：预设切比雪夫窗函数对应的采样点数、预设切比雪夫窗函数对应的主瓣峰值与旁瓣峰值之比。

本申请实施例中，计算机设备在确定预设切比雪夫窗函数的方程式之后，继续确定定位函数，计算机设备确定阻抗谱的相关参数；其中，阻抗谱的相关参数至少包括以下任一项或者多项：阻抗谱的实部、阻抗谱的虚部、阻抗谱的幅值以及阻抗谱的相位。然后，将阻抗谱的相关参数与预设切比雪夫窗函数的方程式进行相乘运算，以得到目标电缆对应的复合函数；计算机设备对目标电缆对应的复合函数进行离散傅里叶变换，得到目标电缆对应的定位函数。本申请中通过计算机设备对阻抗谱相关参数与预设的切比雪夫窗函数的方程式进行相乘计算，得到复合函数，并对复合函数进行傅氏变换得到定位函数，省去了庞杂的人工计算量，且提高了计算精度与准确率。

还需要说明的是，常用的窗函数有汉宁窗Hanning、海明窗Hamming、高斯窗Gauss、切比雪夫窗Chebyshev函数等。如图2所示为利用matlab绘图工具作出的四种窗函数的时域及频域图形。从图2中可以对比看出，相比于其他三种窗函数(汉宁窗Hanning、海明窗Hamming以及高斯窗Gauss)，切比雪夫窗Chebyshev主瓣更窄、旁瓣得到了最大程度的衰减，这刚好满足了我们对缺陷定位曲线的处理需求。

切比雪夫窗是由一个切比雪夫多项式在单位圆上做N点等间隔抽样后，进行离散傅里叶变换(DFT)得到的。其常见的离散时域表达式为：

其中，

为切比雪夫窗的离散频谱；公式中包含限制条件|N|≤M，M＝(N-1)/2，N为窗函数的长度，且N为奇数；Rp为切比雪夫窗的形状调节参数；ΔF为Rp控制的变量，二者应满足关系式：

通过调节参数Rp，可以改变主瓣峰值与旁瓣峰值的比值，从而适用于不同的测试频率范围以适用于不同长度的电缆测量。

从上述内容可以看出，选取切比雪夫窗函数。可以满足主瓣宽度尽量小的同时，进一步降低旁瓣的干扰。且主瓣峰值与旁瓣峰值之比R可以通过改变窗函数中的参数Rp来自由选择，大大提高了窗函数的适用性。主瓣峰值与旁瓣峰值之比R代表函数的主瓣峰值比旁瓣峰值高RdB，且旁瓣是等波纹的。常用的最大旁瓣电平为-100dB和-200dB，它们对应的参数Rp分别为0.4572和0.3512。在使用宽频阻抗谱法测量电缆阻抗谱并进行积分变换定位的过程中，根据电缆长度的不同，常常需要选用不同的频带宽度，积分变换后得到的定位曲线峰值的大小与宽度也会随着缺陷种类及严重程度的改变而改变。因此，可以调节主瓣峰值与旁瓣峰值的比值的切比雪夫窗更适合用于对阻抗谱的处理。在本申请实施例中，选取R为-100dB，即公式中对应的参数Rp＝0.4572。

步骤103、计算机设备根据定位函数确定定位曲线，在定位曲线中确定目标电缆的多段缺陷。

本申请实施例中，计算机设备计算出定位函数之后，根据定位函数，确定定位曲线图，以在定位曲线图中确定出目标电缆对应的定位曲线。定位曲线图的横轴代表首端距离，纵轴代表幅值；其中，首端距离用于指示目标电缆上的任一点与目标电缆的任意一个端点之间的距离，幅值用于指示目标电缆的阻抗谱对应的归一化幅值。需要说明的是，定位曲线图指的是含有定位曲线、横轴、纵轴的整张图像；而定位曲线指的是存在于定位曲线图中的曲线。

进一步地，计算机设备在确定出定位曲线图之后，确定若干峰值点，并根据若干峰值点确定目标电缆对应的两个端点位置以及目标电缆对应的多段缺陷位置。其中，若干峰值点用于指示定位曲线中若干峰值分别对应的首端距离。当定位曲线图中出现峰值点，则代表目标电缆的阻抗出现了不连续的点。因此，可以据此判断出目标电缆存在故障缺陷，然后再根据峰值点对应的横轴上的首端距离确定目标电缆的多段缺陷位置。

具体地，计算机设备在定位曲线图中，确定若干峰值点之后，在若干峰值点中，确定第一峰值点及第二峰值点；其中，第一峰值点为若干峰值点中对应的首端距离最小的峰值点，即到定位曲线图的纵轴距离最小的峰值点；第二峰值点为若干峰值点中对应的首端距离最大的峰值点，即到定位曲线图的纵轴距离最大的峰值点；计算机设备在定位曲线图中，基于第一峰值点，确定目标电缆的第一端点位置；以及基于第二峰值点，确定目标电缆的第二端点位置。本申请实施例中，计算机设备作出的定位曲线图，横轴代表首端距离，纵轴代表幅值，因此通过定位曲线图可以准确判断出各峰值点在目标电缆上的对应位置，进而确定目标电缆的端点位置以及目标电缆上存在缺陷的位置。

需要说明的是，计算机设备在确定出目标电缆的第一端点位置和第二端点位置之后，在定位曲线图上将第一端点位置和第二端点位置的坐标标注出来，并将第一端点位置和第二端点位置对应的与目标电缆的首端距离数值确定出来。然后将数值以短信提示或语音提醒的形式发送到检修人员的终端设备上，维修人员收到提醒后，按照故障点发生的具体位置到达故障点，进行维修工作。计算机设备还将发生故障的位置保存下来，并上传至电网公司的数据库，用于维修人员调取并查看历史故障记录。

更进一步地，在确定第一峰值点及第二峰值点之后，计算机设备确定存在于第一峰值点与第二峰值点之间的若干峰值点；并基于存在于第一峰值点与第二峰值点之间的若干峰值点，确定目标电缆对应的多段缺陷位置。计算机设备确定位于第一峰值点与第二峰值点之间的若干峰值点并确定目标电缆对应的多段缺陷位置的具体过程，和上述通过第一峰值点与第二峰值点确定目标电缆的两个端点的过程相同，故不再赘述。通过不断细化分析两个峰值点之间是否存在更多的峰值点，可以将目标电缆的所有缺陷点都查精确地找出来，还能将一些微小的隐患也检测出来，达到防患于未然的效果。

当然，如果计算机设备确定第一峰值点与第二峰值点之间，不存在峰值点，这说明目标电缆在第一峰值点和第二峰值点不存在阻抗不连续点，即说明目标电缆不存在故障缺陷。

为说明切比雪夫窗函数具有提高电缆缺陷定位准确率、减少误判点的作用，本申请实施例还对窗函数处理前后的定位曲线进行比较。

本申请实施例中，通过建立仿真模型，对加窗前后的定位曲线进行对比，对比结果如图3、图4所示。图3为本申请实施例提供的一种仿真电缆对应的未加窗定位曲线图；图4为本申请实施例提供的一种仿真电缆对应的加窗定位曲线图。在本申请实施例的仿真过程中，设置仿真电缆长度为100m，仿真电缆末端设置为短路缺陷。在仿真过程中，设置缺陷位置位于仿真电缆的65m处与45m处，每段缺陷长度为5cm。需要说明的是，在对仿真电缆对应的阻抗谱进行归一化处理时，阻抗幅值谱以最大值为1，以最小值为0；阻抗相位谱则以最大值为1，但其最小值为负数，绝对值与最大值相反，归一化时仍以最小值为0。

如图3、图4所示，横坐标代表电缆首端，即实际测量中测量点到仿真电缆一端的距离，也就是指仿真电缆上的任一点到仿真电缆的一个端点的距离。仿真电缆总长度为100m。从图4中可以看出，仿真电缆的阻抗谱经离散傅里叶变换后得到的图像，出现了两个明显的峰值，分别反映了仿真电缆对应的两个端点的位置。在仿真电缆的两个端点对应的两个峰值中间，出现了两个较小的峰值，已在图3中使用放大工具标出。这两个较小的峰值位置即代表仿真电缆中出现的阻抗不连续点。但是，由于潜伏性缺陷的分布参数变化不大，在图3中难以观察且有可能出现误判点。因此，需要引入切比雪夫窗函数削减旁瓣影响。

对仿真电路对应的阻抗谱进行加切比雪夫窗处理。在本申请实施例的仿真过程中，采用等点数的切比雪夫窗函数与原频域阻抗谱的虚部作乘积，然后再进行离散傅里叶变换，得到伪频域定位曲线如图4所示。可以看出，与未加窗曲线相比，在进行切比雪夫窗(Chebyshev Window)处理后的定位曲线的阻抗不连续点被显著放大。在电缆第一端点(0m)、第一个缺陷点(45m)、第二个缺陷点(65m)、以及电缆第二端点(100m)附近，出现了四个非常明显的由阻抗不连续造成的峰值。此时，对于缺陷位置的定位变得十分容易。从图4中可以看出，定位曲线的缺陷位置在45.05m处和65.34m处，仿真过程中实际设置的缺陷点位于电缆首端的45m和65m处。可以看出，加窗前后的定位曲线中的缺陷位置是一定的，但窗函数的引入将缺陷位置处的峰值显著放大，大大降低了缺陷位置的识别难度。

以上过程说明通过切比雪夫窗函数对定位曲线进行处理，降低了电缆出现多段缺陷时缺陷位置的分辨难度。为了对上述结果进行验证，本申请实施例中，对一根长度为57.75m的电缆进行实测。选取总长度为57.75m，其中包含两个缺陷，分别位于15m处与25m处的测试电缆。其中，15m处为一个BNC接头，其长度为2.75cm，特征阻抗与电缆相同Z0＝50Ω。25m处为一段0.5m长的老化段。从图5中可以看出，窗函数的处理并不改变峰值点的位置，只会改变峰值的大小。图5中圈出的位置为原定位曲线中出现的可能导致误判的点，在加窗处理后的定位曲线中，误判点得到了很好的抑制。

本申请实施例提供的一种基于切比雪夫窗函数的电缆多段缺陷定位方法，具有以下优点：

(1)提升基于频域反射法的电缆多点缺陷定位方法的定位准确率。克服了以往基于频域反射法的电缆缺陷定位曲线中可能会出现误判点的问题。利用切比雪夫窗函数对测得的频域信号进行处理，然后积分变换得到的“伪频域”定位曲线中缺陷位置处的峰值得到了明显的放大，同时对曲线中出现的其他误判点进行削弱，大大提高了多点缺陷定位的准确率。

(2)对于不同长度、不同类型的目标电缆，由于集肤效应和高频信号在电缆中传播时的衰减效应，常常需要采用不同的测试频带宽度。具体来说，电缆长度越长，所需的上限频率越低。因此，对于不同长度、不同测量上限频率得到的阻抗谱，若运用相同的窗函数处理，效果可能大打折扣。本申请实施中选取的切比雪夫窗具有系数可变的优势，针对不同的电缆及不一样的上限频率，可自行选择主瓣峰值与旁瓣峰值之比R从而提高缺陷定位准确率。

(3)对于不同的频域阻抗谱，其采样点数也是不同的，则需要对应的窗函数去匹配相应采样点数的阻抗谱。从图2中可以看出，64点的窗函数已经能够很好地实现其相应的主瓣收窄、旁瓣衰减的作用。在实际使用过程中，测试点数往往有成千上万个，因此，可以随意改变窗函数的采样点数而不用担心影响窗函数对应的性能。

以上是本申请实施例提出的方法实施例，基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位系统，其内部结构如图6所示。

图6为本申请实施例提供的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位装置内部结构示意图，如图6所示，装置包括：接收模块601，以及确定模块602；

其中，接收模块601，用于接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果，测试结果是矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；其中，阻抗谱用于指示目标电缆的阻抗与测试频率之间的对应关系；确定模块602，用于基于接收到的来自所述矢量网络分析仪的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定目标电缆对应的定位函数；确定模块602，还用于根据定位函数确定目标电缆对应的定位曲线，并在定位曲线中，确定目标电缆对应的多段缺陷。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：

计算机设备接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果，所述测试结果是所述矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；其中，所述阻抗谱用于指示所述目标电缆的阻抗与测试频率之间的对应关系；

基于接收到的来自所述矢量网络分析仪的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定所述目标电缆对应的定位函数；

根据所述定位函数确定所述目标电缆对应的定位曲线，并在所述定位曲线中，确定所述目标电缆对应的多段缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，在确定所述目标电缆对应的定位函数之前，所述方法还包括：

所述计算机设备确定所述目标电缆的长度；

基于所述目标电缆的长度以及所述预设测试频率范围，确定所述预设切比雪夫窗函数的对应参数；其中，所述预设切比雪夫窗函数的对应参数至少包括以下任意一项或者多项：所述预设切比雪夫窗函数对应的采样点数、所述预设切比雪夫窗函数对应的主瓣峰值与旁瓣峰值之比；

根据所述预设切比雪夫窗函数的对应参数，确定所述预设切比雪夫窗函数的方程式。

3.根据权利要求2所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，确定所述目标电缆对应的定位函数，具体包括：

所述计算机设备确定所述阻抗谱的相关参数；

将所述阻抗谱的相关参数与所述预设切比雪夫窗函数的方程式进行相乘运算，以得到目标电缆对应的复合函数；

对所述目标电缆对应的复合函数进行离散傅里叶变换，得到所述目标电缆对应的定位函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，所述阻抗谱的相关参数至少包括以下任意一项或者多项：所述阻抗谱的实部、所述阻抗谱的虚部、所述阻抗谱的幅值以及所述阻抗谱的相位。

5.根据权利要求1所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，所述根据所述定位函数确定所述目标电缆对应的定位曲线，具体包括：

所述计算机设备根据所述目标电缆对应的定位函数，确定所述目标电缆对应的定位曲线图，以在所述定位曲线图中确定所述目标电缆对应的定位曲线；其中，所述定位曲线图的横轴代表首端距离，纵轴代表幅值；

所述首端距离用于指示所述目标电缆上的任一点与所述目标电缆的任意一个端点之间的距离；所述幅值用于指示所述目标电缆的阻抗谱对应的归一化幅值。

6.根据权利要求5所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，在所述定位曲线中，确定所述目标电缆对应的多段缺陷，具体包括：

所述计算机设备在所述定位曲线图中，确定若干峰值点；其中，所述若干峰值点用于指示所述定位曲线中若干峰值分别对应的首端距离；

基于所述若干峰值点，确定所述目标电缆对应的两个端点位置以及所述目标电缆对应的多段缺陷位置。

7.根据权利要求6所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，在所述计算机设备在所述定位曲线图中，确定若干峰值点之后，所述方法还包括：

所述计算机设备在所述若干峰值点中，确定第一峰值点及第二峰值点；其中，所述第一峰值点为所述若干峰值点中对应的首端距离最小的峰值点；所述第二峰值点为所述若干峰值点中对应的首端距离最大的峰值点；

在所述定位曲线图中，基于所述第一峰值点，确定所述目标电缆的第一端点位置；以及基于所述第二峰值点，确定所述目标电缆的第二端点位置。

8.根据权利要求7所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，在确定第一峰值点及第二峰值点之后，所述方法还包括：

所述计算机设备确定存在于所述第一峰值点与所述第二峰值点之间的若干峰值点；

并基于存在于所述第一峰值点与所述第二峰值点之间的若干峰值点，确定所述目标电缆对应的多段缺陷位置。

9.根据权利要求7所述的一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位方法，其特征在于，在确定第一峰值点及第二峰值点之后，所述方法还包括：

所述计算机设备确定所述第一峰值点与所述第二峰值点之间，不存在峰值点；

所述计算机设备确定所述目标电缆不存在缺陷。

10.一种基于切比雪夫窗的电缆多段缺陷定位装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收来自矢量网络分析仪的有关目标电缆的阻抗谱测试结果，所述测试结果是所述矢量网络分析仪基于预设测试频率范围而对目标电缆的阻抗谱进行测试而得到的；其中，所述阻抗谱用于指示所述目标电缆的阻抗与测试频率之间的对应关系；

确定模块，用于基于接收到的来自所述矢量网络分析仪的阻抗谱，通过预设切比雪夫窗函数，确定所述目标电缆对应的定位函数；

所述确定模块，还用于根据所述定位函数确定所述目标电缆对应的定位曲线，并在所述定位曲线中，确定所述目标电缆对应的多段缺陷。

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