CN116027148A - 一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本说明书涉及电力系统检测技术领域，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。
背景技术
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。
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。
发明内容
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。
本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
获取所述反射信号的希尔伯特变换与预置矩形窗函数；
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；
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。
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：
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；
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；
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。
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：
获取所述待检测电缆的首端与末端之间的距离，测试获取信号在所述首端与所述末端所对应的传输时间；
基于所述距离与所述传输时间获取信号在所述待检测电缆中的平均波速；
获取所述补偿互相关函数中所述反射信号的时间，基于所述时间与所述平均波速确定所述距离与所述时间的转换关系，以基于所述转换关系转换所述补偿互相关函数获得对应的缺陷定位曲线。
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设备，设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
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。
本说明书一个或多个实施例提供的一种非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：
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。
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
通过归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，构建了反射信号中时间与频率的对应关系，然后根据对应关系实现频域衰减规律转换为时域衰减规律的目标，使得通过频域衰减畸变系数即可对反射信号进行衰减补偿，获得反射信号的时域补偿信号。通过衰减补偿的方式放大了反射信号中的缺陷信息，解决了因信号传播过程带来的定位灵敏度下降问题，避免了信号会出现幅值的衰减和相位的畸变所带来的定位幅值会降低无法定位缺陷的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本说明书实施例提供的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法的方法流程示意图；
图2位本说明书实施例提供的某应用场景下电缆缺陷定位的装置结构示意图；
图3为本说明书实施例提供的某应用场景下反射信号的归一化时频域分布示意图；
图4为本说明书实施例提供的某应用场景下反射信号各时间点对应的瞬时频率提取示意图；
图5为本说明书实施例提供的某应用场景下反射信号波形示意图；
图6为本说明书实施例提供的某应用场景下反射信号的时域补偿信号的波形示意图；
图7为本说明书实施例提供的某应用场景下补偿前后的缺陷定位曲线对比示意图；
图8为本说明书实施例提供的一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位设备的内部结构示意图；
图9为本说明书实施例提供的一种非易失性存储介质的内部结构示意图。
具体实施方式
本说明书实施例提供一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质。
电缆由于其良好的传输性能、较小的占地面积等优点，已经成为城市用电的必备电能传输工具。然而电缆在制作过程中可能会由于工艺误差等因素，存在一定微小的缺陷，在潮湿或高温的不利环境下运作时间过长，则会引起电缆的局部老化，电缆绝缘因此发生劣化，如果不能及时更换完好电缆，则可能会导致整体线路的停电事故，对电力行业以及用户造成巨大经济损失。
电力公司为了解决上述问题会定期对电缆进行检修，实现电缆中缺陷的定位维修工作。现有的电缆缺陷定位方式包括：时域反射法、频域反射法以及时频域反射法，然而时域反射法仅能够定位严重的故障，频域反射法的定位灵敏度有限。当前时频域反射法虽然结合了时域反射法与频域反射法的优点，但是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，此时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。
因此，为了解决上述问题提供一种能够进一步放大缺陷信息、改善时频域反射法灵敏度的电缆缺陷定位方法，本说明书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，通过归一化时频域分布中各时间点对应的瞬时频率，构建了反射信号中时间与频率的对应关系，然后根据对应关系与频域衰减畸变系数对反射信号进行衰减补偿，获得反射信号的时域补偿信号。基于衰减补偿放大了缺陷信息，解决了因信号传播过程带来的定位灵敏度下降问题，避免了信号会出现幅值的衰减和相位的畸变所带来的定位幅值会降低无法定位缺陷的问题。
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
如图1所示，本说明书一个或多个实施例中提供了一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法的方法流程示意图。由图1可知，本说明书一个或多个实施例中，一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法，包括以下步骤：
S101：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。
如图2所示，在本说明书一个实施例中计算机设计待检测电缆的入射信号参数，从而生成对应的入射信号。其中，入射信号参数包括信号周期影响因子、信号频率影响因子、信号的时间中心以及信号的频率中心等。例如，在本说明书某应用场景下基于入射信号参数生成的入射信号表达式如下所示：
具体地，如图2所示在本说明书一个或多个实施例中，生成待检测电缆的入射信号，并获取与待检测电缆的入射信号相对应的反射信号，具体包括以下过程：
首先获取计算机设计的入射信号的入射信号参数，并将入射信号参数基于预置电性连接传输给波形发生器，从而获取到根据波形发生器生成的待检测电缆的入射信号波形；其中，由图2可知波形发生器与计算机电性连接从而获取到计算机传输的入射信号。然后将入射信号波形基于波形发生器与待检测电缆的T型接口一端入射到待检测电缆中，以便于计算机获取来自示波器采集的待检测电缆的T型接口另一端输出的信号波形，该信号波形为与待检测电缆的入射信号波形相对应的反射信号波形。其中，由图2可知示波器与计算机电性连接从而将示波器采集到的反射信号波形传输给计算机，使得计算机进行后续分析确定出电缆缺陷的位置。
S102：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。
由于现有技术中的时域反射法仅能定位严重的故障，而频域反射法定位灵敏度有限的问题，本说明书实施例中选取结合了有时域反射法以及频域反射法优点的时频域反射法对电缆缺陷进行定位。因此，本说明书一实施例中首先对反射信号进行时频转换，从而获得反射信号的时频域分布。进一步地，为了实现数据标准化处理，避免数据时频域分布中由于量纲指标所造成的影响分析结果的问题，对时频域分布进行归一化处理获得反射信号的归一化时频域分布。其中，归一化处理所使用的归一化技术为本领域的现有技术，此处不再加以赘述。
进一步地，在本说明书一个或多个实施例中，对反射信号进行时频转换，获得入射信号的时频域分布，具体包括以下步骤：首先为了是分析简便获取反射信号的希尔伯特变换，为了避免包含入射信号与反射信号这种多分量信号的交叉项干扰问题获取预先设置的矩形窗函数，此处不对矩形窗函数进行限定。然后根据该反射信号的希尔伯特变换与该预置矩形窗函数构建出入射信号的时频域分布公式，从而根据构建出的时频域分布公式对入射信号进行时频转换，以获取入射信号的时频域分布。其中，在本说明书某应用场景下，时频域分布公式如下所示：
S103：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。
为了可以将频域的信号衰减规律转为时间域的规律，本说明书根据上述步骤S102中获取的归一化时频域分布，提取该归一化时频分布中各时间点对应的瞬时频率，从而确定出反射信号中时间和频率的对应关系，以便于将频域的信号衰减规律转换为时间域的规律进行后续对于衰减的补偿。
具体地，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，具体包括以下步骤：
如图3所示为本说明书实施例中提供的某应用场景下反射信号的归一化时频域分布示意图，在该归一化时频域分布中提取某时间点对应的平面，例如：ti代表第i个时间点，将其对应的平面提取即可得如图4所示的反射信号各时间点对应的瞬时频率提取示意图，即通过提取归一化时频域分布中各时间点的平面获得各时间点所对应的时频分布曲线。获取时频分布曲线中幅值最大值对应的频率fP(ti)，以将对应频率近似作为反射信号在时间ti下的瞬时频率，基于各时间点与瞬时频率的关系，确定反射信号中时间与频率的对应关系。从而基于该对应关系实现在已知信号的时域波形即可得到其对应的瞬时频率，达到将频域的信号衰减规律转为时间域的规律的目的为后续步骤打下了基础。
S104：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。
为了实现对于时域波形的补偿提高电缆定位的灵敏度，解决现有时频域反射法中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的问题。在本说明书一个或多个实施例中，基于待检测电缆的型号确定出包括频域幅值衰减系数和频域相位畸变系数的反射信号的频域衰减畸变系数。然后根据上述获取的对应关系确定频域衰减畸变系数所对应的时域衰减规律，从而基于幅值衰减系数和相位畸变系数实现对于反射信号的补偿，以获得反射信号的时域补偿信号。
具体地，在本说明书一个或多个实施例中，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，具体包括以下步骤：
首先对信号的电缆进行频域衰减畸变系数的测量，从而确定当前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。然后根据对应关系与频域衰减畸变系数确定出反射信号的时域补偿公式，以基于该时域补偿公式对反射信号进行补偿，获得反射信号的时域补偿信号；其中，时域补偿公式如下所示：
S105：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。
基于上述步骤S104获得反射信号所对应的时域补偿信号之后，为了实现对于传统方式中基于入射信号与反射信号确定互相关函数后基于互相关函数将缺陷信息进行放大时，难以避免信号会出现幅值的衰减和相位的畸变所造成的缺陷识别精度下降的问题。本说明书实施例基于补偿后的反射信号的时域补偿信号对预置互相关函数进行改进，也就是根据时域补偿信号的时域分布补偿预置互相关函数，从而根据补偿后的互相关函数生成与待检测电缆相对应的缺陷定位曲线，并通过该缺陷定位曲线，确定出待检测电缆的缺陷位置。
具体地，在本说明书一个或多个实施例中，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，具体包括以下过程：
对时域补偿信号与入射信号分布进行时频转换，分别获得时域补偿信号的时域分布与入射信号的时频域分布，然后根据反射信号的时域分布与入射信号的时域分布，确定出入射信号与所述反射信号之间的预置互相关函数。在本说明书某应用场景下预置互相关函数如下所示：
在获得待检测电缆的缺陷定位曲线之后，基于所述缺陷定位曲线，确定待检测电缆的缺陷位置，具体包括：获取缺陷定位曲线中的第一峰值与第二峰值；如图7所示其中，第一峰值为缺陷定位曲线中的最大峰值，第二峰值小于第一峰值且大于缺陷定位曲线中除第一峰值外的其他峰值。将第一峰值所对应的距离作为待检测电缆的首端，并将第二峰值所对应的距离作为待检测电缆的末端。获取待检测电缆的首端与待检测电缆的末端之间的峰值作为缺陷峰值，以基于缺陷峰值所对应的距离确定出待检测电缆的缺陷位置。如图7所示的定位曲线，在本说明书某应用场景中将最大峰值作为电缆首端，第二大峰值作为电缆末端，在二者之间寻找峰值并将其判定为缺陷，图7的缺陷在补偿后定位在67.65m，与实际的68m十分接近。
进一步地，对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：获取待检测电缆的首端与末端之间的距离，测试获取信号在首端与所述末端所对应的传输时间。然后根据基距离与传输时间获取信号在待检测电缆中的平均波速。获取补偿互相关函数中反射信号的时间，基于时间与平均波速确定出距离与时间的转换关系，从而根据转换关系转换该补偿互相关函数获得对应的缺陷定位曲线。
如图8所示，本说明书实施例提供了一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位设备的内部结构示意图。
由图8可知，一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位设备，设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
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。
如图9所示，本说明书实施例提供了一种非易失性存储介质的内部结构示意图。
由图9可知，一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令能够：
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。
本说明书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、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，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。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。
Claims (10)
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.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，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：
获取所述反射信号的希尔伯特变换与预置矩形窗函数；
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；
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。
7.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，基于所述缺陷定位曲线，确定所述待检测电缆的缺陷位置，具体包括：
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；
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；
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。
8.根据权利要求6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：
获取所述待检测电缆的首端与末端之间的距离，测试获取信号在所述首端与所述末端所对应的传输时间；
基于所述距离与所述传输时间获取信号在所述待检测电缆中的平均波速；
获取所述补偿互相关函数中所述反射信号的时间，基于所述时间与所述平均波速确定所述距离与所述时间的转换关系，以基于所述转换关系转换所述补偿互相关函数获得对应的缺陷定位曲线。
9.一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
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。
10.一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令能够：
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。
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| CN202310079816.7A CN116027148A (zh) | 2023-02-01 | 2023-02-01 | 一种基于瞬时频率补偿的电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116593831A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-15 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
| CN116679165A (zh) * | 2023-07-03 | 2023-09-01 | 国网四川省电力公司成都供电公司 | 基于同步挤压广义s变换的频域反射电缆缺陷定位方法 |
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2023
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| CN116593831A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-15 | 西安交通大学 | 一种电缆缺陷定位方法、设备及介质 |
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