本公開涉及電氣工程領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)字鎖相放大器算法分析電纜阻抗譜以定位電纜隱患缺陷的方法、裝置、電子設(shè)備和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、頻域反射法是檢測電力電纜故障的重要手段之一，其中電纜阻抗譜是頻域反射法研究的主要對象。通過頻域反射法，能夠事先檢測出電力電纜中潛在的隱患缺陷，避免其發(fā)展為嚴(yán)重故障可能造成的損失，對于電纜的運維巡檢具有重大意義。

2、目前，分析電纜阻抗譜的方法主要有兩種：快速傅立葉變換(fft)法和積分變換(it)法。但這兩種方法均存在其自身的局限性。

3、fft法是直接分析測試的阻抗譜，其定位步長受到選擇的時間窗口和采樣率的影響。而且在定位更微小的隱患缺陷時，fft法的識別能力有所欠缺。

4、it法是將健康阻抗譜(可事先測試獲得)和測試阻抗譜結(jié)合分析，通過對比兩個阻抗譜的積分變換分析結(jié)果的差值來定位微小缺陷。然而，it法需要準(zhǔn)確掌握理想健康電纜隨頻率變化的傳播系數(shù)規(guī)律，這在實際操作中存在困難。

5、因此，亟需提出一種新的電纜阻抗譜分析方法，使其既能克服fft法定位步長的限制，同時又不需要掌握理想健康電纜的傳播系數(shù)規(guī)律，從而提高電纜隱患缺陷定位的實用性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開提供一種基于數(shù)字鎖相放大器算法分析電纜阻抗譜以定位電纜隱患缺陷的方法，通過將阻抗譜數(shù)據(jù)作為偽時域信號進(jìn)行處理并采用數(shù)字鎖相放大器算法進(jìn)行分析，提高了電纜隱患缺陷定位的準(zhǔn)確性和實用性。

2、根據(jù)本公開的一個實施例，提出了一種定位電纜隱患缺陷的方法，包括：

3、獲取待測電纜在健康狀態(tài)的阻抗譜和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜；

4、根據(jù)待測電纜主絕緣層的相對介電常數(shù)，計算用于確定阻抗譜分析頻率間隔的基準(zhǔn)偽頻率；

5、基于所述基準(zhǔn)偽頻率確定待測電纜的待分析定位區(qū)間各個待分析數(shù)據(jù)點對應(yīng)的參考頻率列表；

6、利用所述參考頻率列表，采用數(shù)字鎖相放大器算法分別將健康狀態(tài)的阻抗譜和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜作為偽時域信號進(jìn)行分析，得到對應(yīng)的分析結(jié)果；

7、根據(jù)健康狀態(tài)的阻抗譜對應(yīng)的分析結(jié)果和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜對應(yīng)的分析結(jié)果的差值，定位隱患缺陷。

8、在一些實施方式中，根據(jù)下式計算所述基準(zhǔn)偽頻率：

9、f0＝2*sqrt(epsilon)/(c*n0)

10、其中，epsilon為待測電纜主絕緣層的相對介電常數(shù)，c為光速，n0為每米分析的數(shù)據(jù)點數(shù)。

11、在一些實施方式中，根據(jù)下式確定待分析定位區(qū)間各個待分析數(shù)據(jù)點對應(yīng)的參考頻率列表f：

12、f＝[l1*n0*f0:f0:l2*n0*f0]，

13、其中，[l1*n0*f0:f0:l2*n0*f0]表示從l1*n0*f0到l2*n0*f0、步長為f0的等差數(shù)列，其中l(wèi)1和l2為待分析定位區(qū)間的起點和終點，f0為基準(zhǔn)偽頻率。

14、在一些實施方式中，采用數(shù)字鎖相放大器算法分別將健康狀態(tài)的阻抗譜和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜作為偽時域信號進(jìn)行分析，得到對應(yīng)的分析結(jié)果，包括：針對第i個待分析數(shù)據(jù)點，

15、選擇cos(wit)作為第一參考信號，與當(dāng)前輸入的阻抗譜相乘并通過低通濾波得到x分量，wi為參考頻率列表中的第i個頻率；

16、選擇sin(wit)作為第二參考信號，與當(dāng)前輸入的阻抗譜相乘并通過低通濾波得到y(tǒng)分量；

17、根據(jù)x和/或y分量，得到第i個待分析數(shù)據(jù)點對應(yīng)的分析結(jié)果。

18、在一些實施方式中，根據(jù)分析結(jié)果的差值定位隱患缺陷包括：

19、計算r＝dlia(zh)-dlia(zt)，

20、其中，dlia(zh)為健康狀態(tài)的阻抗譜對應(yīng)的分析結(jié)果，dlia(zt)為當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜得到的分析結(jié)果；

21、根據(jù)r值判斷是否存在隱患缺陷，并根據(jù)存在隱患的r值對應(yīng)的橫坐標(biāo)確定存在隱患缺陷的位置。

22、在一些實施方式中，所述健康狀態(tài)的阻抗譜在電纜投運前獲得，所述當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜在電纜運行過程中獲得。

23、根據(jù)本公開的一個實施例，還提出了一種定位電纜隱患缺陷的裝置，包括：

24、阻抗譜獲取單元，用于獲取待測電纜在健康狀態(tài)的阻抗譜和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜；

25、基準(zhǔn)偽頻率計算單元，用于根據(jù)待測電纜主絕緣層的相對介電常數(shù)，計算用于確定阻抗譜分析頻率間隔的基準(zhǔn)偽頻率；

26、參考頻率列表計算單元，用于基于所述基準(zhǔn)偽頻率確定待測電纜的待分析定位區(qū)間各個待分析數(shù)據(jù)點對應(yīng)的參考頻率列表；

27、數(shù)字鎖相放大器算法分析單元，用于利用所述參考頻率列表，采用數(shù)字鎖相放大器算法分別將健康狀態(tài)的阻抗譜和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜作為偽時域信號進(jìn)行分析，得到對應(yīng)的分析結(jié)果；

28、隱患定位單元，用于根據(jù)健康狀態(tài)的阻抗譜對應(yīng)的分析結(jié)果和當(dāng)前運行狀態(tài)的阻抗譜對應(yīng)的分析結(jié)果的差值，定位隱患缺陷。

29、在一些實施方式中，所述基準(zhǔn)偽頻率計算單元用于根據(jù)下式計算所述基準(zhǔn)偽頻率：

30、f0＝2*sqrt(epsilon)/(c*n0)

31、其中，epsilon為待測電纜主絕緣層的相對介電常數(shù)，c為光速，n0為每米分析的數(shù)據(jù)點數(shù)。

32、在一些實施方式中，所述參考頻率列表計算單元用于根據(jù)下式確定參考頻率列表f：

33、f＝[l1*n0*f0:f0:l2*n0*f0]，

34、其中，[l1*n0*f0:f0:l2*n0*f0]表示從l1*n0*f0到l2*n0*f0、步長為f0的等差數(shù)列，其中l(wèi)1和l2為待分析定位區(qū)間的起點和終點，f0為基準(zhǔn)偽頻率。

35、在一些實施方式中，所述數(shù)字鎖相放大器算法分析單元用于：針對第i個待分析數(shù)據(jù)點，

36、選擇cos(wit)作為第一參考信號，與當(dāng)前輸入的阻抗譜相乘并通過低通濾波得到x分量，wi為參考頻率列表中的第i個頻率；

37、選擇sin(wit)作為第二參考信號，與當(dāng)前輸入的阻抗譜相乘并通過低通濾波得到y(tǒng)分量；

38、根據(jù)x和/或y分量，得到第i個待分析數(shù)據(jù)點對應(yīng)的分析結(jié)果。

39、根據(jù)本公開的一個實施例，提出了一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括存儲器、處理器，所述存儲器用于存儲可在處理器上運行的計算機指令，所述處理器用于在執(zhí)行所述計算機指令時實現(xiàn)如上任一項所述的方法。

40、根據(jù)本公開的一個實施例，提出了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上任一項所述的方法。

41、本公開提出的定位電纜隱患缺陷的方法，通過將阻抗譜作為偽時域信號并采用數(shù)字鎖相放大器進(jìn)行處理，克服了現(xiàn)有fft法和it法的局限性。相比于fft法，本公開提出的方案受阻抗譜自身頻率范圍和頻率步長限制的影響小，可以主動指定定位區(qū)間和步長，自由選擇分析頻點列表，極大提高了分析靈活性。此外，本公開提出的方案還表現(xiàn)出更強的隱患缺陷識別能力，實驗結(jié)果表明，對于設(shè)置在80m處的微弱故障，本發(fā)明能夠清晰識別出該位置，而fft法幾乎無法實現(xiàn)有效識別。

42、與it法相比，本公開最顯著的優(yōu)勢在于無需準(zhǔn)確掌握理想健康電纜隨頻率變化的傳播系數(shù)規(guī)律，大大降低了使用門檻，特別地，這種簡化并未影響最終識別效果。實驗結(jié)果顯示，本公開提出的方案與it法在識別電纜故障位置時表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性，均能準(zhǔn)確定位80m處的電纜故障。

43、本公開提出的定位電纜隱患缺陷的方案避免了對復(fù)雜傳播系數(shù)規(guī)律的依賴，同時又保持了較強的故障識別能力，使得電纜阻抗譜分析具有更實用的操作性能，顯著提高了工程應(yīng)用價值，非常適合在實際工程中推廣應(yīng)用。

44、本公開提出的技術(shù)方案的其他特征和優(yōu)點詳見下文描述。