【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电缆故障定位，具体涉及一种电缆故障定位方法。
技术介绍
1、现有的电缆故障定位方法主要包括：阻抗法和行波法，阻抗法通过电缆的电流和电压来反映故障的位置，行波法基于行波放射理论，向通信电缆发射脉冲，通过反射脉冲波的极性和时间来进行故障的定位。但这些方法都依靠人工经验，能粗略判断出故障电缆，但难以精确定位到故障的具体位置。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种电缆故障定位方法解决了现有电缆故障定位方法存在故障定位精度不高的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种电缆故障定位方法，包括以下步骤：
3、s1、采用阻抗法对电缆进行测试，得到问题电缆；
4、s2、从不同频率的实验信号中筛选出激励信号，向问题电缆的输入端施加激励信号；
5、s3、采用磁感线圈对施加激励信号后的问题电缆的不同位置进行检测，得到多个检测信号；
6、s4、根据每个检测信号的频域特征，基于故障定位模型，得到问题电缆的故障位置。
7、本专利技术的有益效果为：本专利技术中先采用现有的阻抗法对电缆进行测试，找到存在问题的电缆，再通过实验过程筛选出对电缆故障敏感的激励信号，增加故障定位的精度，本专利技术中向问题电缆的输入端施加激励信号，然后通过磁感线圈去探测问题电缆的各个位置，根据在各个位置处，磁感线圈上的检测信号的频域特征反映出问题电缆的故障特征，通过故障定位模型确定出该位置存在故障，
8、进一步地，所述s2包括以下分步骤：
9、s21、设置实验信号的初始频率为fo；
10、s22、将实验信号施加到故障电缆和实验电缆的输入端，得到故障电缆的输出信号和实验电缆的输出信号，其中，故障电缆上存在故障位置，实验电缆上无故障；
11、s23、根据故障电缆的输出信号和实验电缆的输出信号，计算差距值；
12、s24、对实验信号的当前频率增加f，判断增加后的频率是否大于等于频率阈值，若是，则跳转至步骤s25，若否，则跳转至步骤s22，其中，f为频率增量；
13、s25、将最大差距值对应频率的实验信号作为激励信号；
14、s26、向问题电缆的输入端施加激励信号。
15、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中每次迭代的实验信号的频率均不同，因此，通过故障电缆的输出信号和实验电缆的输出信号的差距值，找到对电缆故障敏感的频率，即反应剧烈的频率，从而确定出激励信号。
16、进一步地，所述s23包括以下分步骤：
17、s231、从故障电缆的输出信号采集多个幅值，构成故障向量，，其中，a为故障向量，vf,1为故障向量a中第1时刻的幅值，vf,t为故障向量a中第t时刻的幅值，vf,t为故障向量a中第t时刻的幅值，t为时刻的编号，t为总的时刻数量；
18、s232、从实验电缆的输出信号采集多个幅值，构成实验向量，，其中，b为实验向量，ve,1为实验向量b中第1时刻的幅值，ve,t为实验向量b中第t时刻的幅值，ve,t为实验向量b中第t时刻的幅值；
19、s233、根据故障向量a与实验向量b的元素差距，计算第一距离值；
20、s234、根据故障向量a与实验向量b的特征值差距，计算第二距离值；
21、s235、将第一距离值和第二距离值相加，得到差距值。
22、进一步地，所述s233中计算第一距离值的公式为：
23、，
24、其中，d1为第一距离值。
25、进一步地，所述s234中计算第二距离值的公式为：
26、，
27、其中，d2为第二距离值，ε1为故障向量a的特征值，ε2为实验向量b的特征值；
28、所述故障向量a的特征值ε1的公式为：
29、，
30、所述实验向量b的特征值ε2的公式为：
31、，
32、其中，| |为绝对值。
33、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中从故障电缆的输出信号和实验电缆的输出信号的时域幅值出发，一方面考虑幅值的差距，另一方面考虑幅值的波形，提高计算差距值的精度。
34、进一步地，所述s4包括以下分步骤：
35、s41、将每个检测信号进行时频转换，得到频域信号；
36、s42、提取频域信号的幅值，构建幅值向量；
37、s43、提取频域信号的频率，构建频率向量；
38、s44、对幅值向量提取幅值均值和幅值分布值，对频率向量提取频率均值和频率分布值，对幅值向量和频率向量提取主频带特征值；
39、s45、采用故障定位模型对幅值均值、幅值分布值、频率均值、频率数量、频率分布值和主频带特征值进行处理，得到故障值；
40、s46、在故障值大于故障阈值时，检测信号对应问题电缆的位置存在故障。
41、上述进一步地方案的有益效果为：在电缆故障时，其幅值和频率均会发生变化，且会出现二倍频、三倍频和常数，因此，本专利技术采用故障定位模型处理幅值和频率的各自的特征值，以及共同的主频带特征值，来获取该位置处电缆的故障情况。
42、进一步地，所述s44中幅值分布值的计算公式为：
43、，
44、其中，u为幅值分布值，uk为幅值向量中第k个频率的幅值，n为频率数量，k为频率的编号；
45、所述s44中频率分布值的计算公式为：
46、，
47、其中，f为频率分布值，fk为频率向量中第k个频率；
48、所述s44中主频带特征值的公式为：
49、，
50、其中，mf为主频带特征值。
51、上述进一步地方案的有益效果为：本专利技术中幅值分布值反映幅值的分布情况，频率分布值反映频率的分布情况，主频带特征值反映信号在频域中的能量集中情况。
52、进一步地，所述s45中故障定位模型包括：第一sigmoid层、第二sigmoid层、第三sigmoid层和tanh层；
53、所述第一sigmoid层的输入端用于输入幅值均值和幅值分布值，其输出端用于输出第一故障分量；
54、所述第二sigmoid层的输入端用于输入频率均值、频率数量和频率分布值，其输出端用于输出第二故障分量；
55、所述第三sigmoid层的输入端用于输入主频带特征值，其输出端用于输出第三故障分量；
56、所述tanh层的输入端用于输入第一故障分量、第二故障分量和第三故障分量，其输出端用于输出故障值。
57、进一步地，所述第一sigmoid层的表达式为：
58、，
59、其中，x1为第一故障分量，sigmoid为s型函数，uc为幅值均值，wu为幅值分布值u的权重，wuc为幅值均值uc的权重；
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【技术保护点】
1.一种电缆故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S2包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S23包括以下分步骤：
4.根据权利要求3所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S233中计算第一距离值的公式为：
5.根据权利要求3所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S234中计算第二距离值的公式为：
6.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S4包括以下分步骤：
7.根据权利要求6所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S44中幅值分布值的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述S45中故障定位模型包括：第一Sigmoid层、第二Sigmoid层、第三Sigmoid层和Tanh层；
9.根据权利要求8所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述第一Sigmoid层的表达式为：
10.根据权利要求9所述的电缆故障定位方法，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种电缆故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述s2包括以下分步骤：
3.根据权利要求2所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述s23包括以下分步骤：
4.根据权利要求3所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述s233中计算第一距离值的公式为：
5.根据权利要求3所述的电缆故障定位方法，其特征在于，所述s234中计算第二距离值的公式为：
6.根据权利要求1所述的电缆故障定位方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：褚露露，张馨月，王蘅，陈华，
申请(专利权)人：成都四威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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