【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高电压，具体地涉及一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的fdr缺陷定位方法。
技术介绍
1、电缆作为电力传输的重要载体，其安全性和稳定性直接关系到电力系统的正常运行。然而，由于电缆长期运行在复杂的环境中，受到多种因素的影响，如外力损伤、绝缘老化、水分侵入等，容易出现各种缺陷。这些缺陷若不及时发现并处理，可能导致电缆故障，甚至引发火灾等严重后果。因此，准确、快速地定位电缆缺陷对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。频域反射法（frequency domain reflectometry，fdr）是广泛应用的一种电缆缺陷检测方法，能够通过分析频域信号，对电缆缺陷进行定位。
2、在实施本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下问题，由于色散效应的影响，导致反射波的频率是随采集时间变化的，进一步导致简谐波的产生，因此在缺陷的定位图谱中存在伪峰，检测精度低，容易对缺陷进行误判断。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的fdr缺陷定位方法。
2、根据本专利技术的第一个方面，提供了一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的fdr缺陷定位方法，包括：按照相同的采样方式，对待检测电缆通入不同的扫频信号，得到初始反射系数谱集合；对初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇；对基于多个反射系数谱聚类簇得到的多个反射系数谱分别进行降低频谱泄漏预处理，得到多个目标反射系数谱；对多个目标反射系数谱分别进行分数
3、根据本专利技术的实施例，按照相同的采样方式，对待检测电缆通入不同的扫频信号，得到初始反射系数谱集合，包括：按照相同的采样频率和采样点数量，对通入不同的扫频信号的待检测电缆进行信号采集，得到初始反射系数谱集合，其中，扫频信号包括0.15mhz -100mhz的角频率。
4、根据本专利技术的实施例，对初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇，包括：基于预定的聚类簇数量和扫频信号的信号信息，对初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇。
5、根据本专利技术的实施例，对多个目标反射系数谱分别进行分数阶傅里叶变换，得到多个二维时频谱图，包括：通过添加旋转角度的方式，对目标反射系数谱进行分数阶傅里叶变换，得到二维时频谱图。
6、根据本专利技术的实施例，对多个二维时频谱图分别进行谱图转换，得到用于缺陷检测的多个定位曲线图，包括：对二维时频谱图中的旋转角进行伪峰抑制处理，得到伪峰抑制频谱图；对伪峰抑制频谱图进行时域积分，得到频率响应函数；以及对频率响应函数进行谱图转换，得到定位曲线图。
7、根据本专利技术的实施例，基于多个定位曲线图，得到待检测电缆的缺陷检测结果，包括：对每个定位曲线图进行反射强度更新，得到多个目标定位曲线图；以及基于多个目标定位曲线图各自的幅值，得到缺陷检测结果。
8、本专利技术的第二方面提供了一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的fdr缺陷定位装置，包括：
9、信号采样模块，用于按照相同的采样方式，对待检测电缆通入不同的扫频信号，得到初始反射系数谱集合；
10、集合聚类模块，用于对初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇；
11、数谱预处理模块，用于对基于多个反射系数谱聚类簇得到的多个反射系数谱分别进行降低频谱泄漏预处理，得到多个目标反射系数谱；
12、数谱变换模块，用于对多个目标反射系数谱分别进行分数阶傅里叶变换，得到多个二维时频谱图；
13、谱图转换模块，用于对多个二维时频谱图分别进行谱图转换，得到用于缺陷检测的多个定位曲线图；
14、结果确定模块，用于基于多个定位曲线图，得到待检测电缆的缺陷检测结果。
15、本专利技术的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个计算机程序，其中，上述一个或多个处理器执行上述一个或多个计算机程序以实现上述方法的步骤。
16、本专利技术的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，上述计算机程序或指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
17、本专利技术的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，上述计算机程序或指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
18、根据本专利技术的实施例，对待检测电缆通入不同的扫频信号，利用相同的采样方式进行采样，对采样得到的初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇，从而实现降低噪声，减少误差的效果。对反射系数谱聚类簇进行降低频谱泄漏预处理，得到目标反射系数谱，从而进一步减少由于频谱泄漏带来的误差。对目标反射系数谱进行分数阶傅里叶变换与谱图变换后，将二维谱图转换为一维谱图，得到用于缺陷检测的多个定位曲线图，提高缺陷检测的精度。通过分析定位曲线图，确定待检测电缆的缺陷检测结果。综上所述，本专利技术通过多种处理手段，达到降低误差，提高电缆缺陷检测精度的效果。
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1.一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的FDR缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照相同的采样方式，对待检测电缆通入不同的扫频信号，得到初始反射系数谱集合，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个所述目标反射系数谱分别进行分数阶傅里叶变换，得到多个二维时频谱图，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过添加旋转角度的方式，对所述目标反射系数谱进行分数阶傅里叶变换，得到所述二维时频谱图，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个所述二维时频谱图分别进行谱图转换，得到用于缺陷检测的多个定位曲线图，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述频率响应函数进行谱图转换，得到所述定位曲线图，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多个所述定位曲线图，得
9.一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的FDR缺陷定位装置，其特征在于，所述装置包括：
10.一种电子设备，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于k-均值聚类与分数阶傅里叶变换的fdr缺陷定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照相同的采样方式，对待检测电缆通入不同的扫频信号，得到初始反射系数谱集合，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始反射系数谱集合进行聚类，得到多个反射系数谱聚类簇，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个所述目标反射系数谱分别进行分数阶傅里叶变换，得到多个二维时频谱图，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过添加旋转角度的方式，对所述目...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹏先，朱明正，唐庆华，李旭，孟峥峥，张华，李隆基，李季，林国洲，胡泉伟，于洋，姜涛，陈荣，安家慧，唐志荣，周凯，李泽瑞，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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